Tutto_Misure 03/2015

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

ANNO XVII N. 03 ƒ 2 015 AFFIDABILITÀ & TECNOLOGIA

EDITORIALE Offerte formative e Ordini: come armonizzare?

IL TEMA: MISURE PER LA FABBRICA INTELLIGENTE IDEAFOOT ISSN 2038-6974 - Poste Italiane s.p.a. - Sped. in Abb. Post. - D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n° 46) art. 1, comma 1, NO / Torino - nr 3 - Anno 17- Settembre 2015 In caso di mancato recapito, inviare al CMP di Torino R. Romoli per restituzione al mittente, previo pagamento tariffa resi

TUTTO_MISURE - ANNO 17, N. 03 - 2015

Test di vita a fatica

GLI ALTRI TEMI Fluorimetro e turbidimetro low-cost Rete di sensori integrata

ALTRI ARGOMENTI La visione industriale Metrologia legale e forense Il nuovo SI La 17025 - Audit parte VI La misura del Software

LA PAGINA DEGLI IMP Il Tempo Campione Italiano

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TUTTO_MISURE

ANNO XVII N. 03 ƒ 2015

IN QUESTO NUMERO Misure, prove e controlli – La fabbrica intelligente: IDEAFOOT Measurements, tests and controls – the smart factory: IDEAFOOT S. Debei, M. Pertile, P. Ramous

171 Test di vita a fatica tramite contatto ciclico Assessing rolling contact fatigue damage progression using vibrations of the test bench M. Lancini, C. Petrogalli, M. Faccoli, L. Solazzi, A. Mazzù

175 Quanto è grande un requisito?

Parte III: Requisiti non funzionali Which is the size of a requirement?

Part III: non functional requirements L. Buglione

213 Sistemi di generazione, disseminazione e monitoraggio del “tempo campione” italiano R. Costa, G. Cerretto, E. Cantoni, G. Fantino

225

Editoriale: Offerte formative e Ordini: come armonizzare? (F. Docchio) 165 Comunicazioni, Ricerca e Sviluppo, dagli Enti e dalle Imprese Notizie nel campo delle misure e della strumentazione 167 Il tema: Misure per la fabbrica intelligente Misure, prove e controlli - La fabbrica intelligente: IDEAFOOT (S. Debei, M. Pertile, P. Ramous) 171 Prove di fatica per contatto ciclico (M. Lancini, C. Petrogalli, M. Faccoli, L. Solazzi, A. Mazzù) 175 Gli altri temi: Misure per l’Ambiente Il fluorimetro e turbidimetro low-cost (F. Attivissimo, C. Guarnieri Calò Carducci, G. Cavone, A.M.L. Lanzolla) 181 Barriera attiva (P. Daponte, L. De Vito, F. Picariello, S. Rapuano) 185 Le Rubriche di T_M: La pagina di Accredia Notizie dall’Ente di accreditamento (a cura di R. Mugno, S. Tramontin, F. Nizzero) 191 Le Rubriche di T_M: La pagina di IMEKO IMEKO TC-10 e il workshop sulle tecniche diagnostiche (a cura di P. Carbone) 194 Le Rubriche di T_M: Campi e compatibilità em Accreditamento dei Laboratori di prova operanti nel settore EMC (C. Carobbi) 195 Le rubriche di T_M: Visione artificiale Telecamere ad alta velocità: linee guida per l’acquisto (a cura di G. Sansoni) 199 Le Rubriche di T_M: Misure e Fidatezza Riprendiamo il tema dopo i “seriali” (a cura di M. Catelani, L. Cristaldi, M. Lazzaroni) 203 Le Rubriche di T_M: Tecnologie in campo Testing e ispezioni innovative: misura dell’effetto abrasivo della pioggia e ispezioni su componenti automotive (a cura di M. Mortarino) 205 Le Rubriche di T_M: Metrologia generale Il nuovo SI: parliamone! Parte II (a cura di L. Mari) 209 Manifestazioni, Eventi e Formazione 2015-2016: eventi in breve 212 I seriali di T_M: La Misura del Software Quanto è grande un requisito?

Parte III: requisiti non-funzionali (L. Buglione) 213 Le Rubriche di T_M: Metrologia legale e forense Uso di strumenti di misura non legali: quali effetti sul contratto? (a cura di V. Scotti e F. Figoni) 217 Le Rubriche di T_M: Spazio Associazioni Universitarie di Misuristi Dalle Associazioni Universitarie di Misuristi 221 Lo Spazio degli IMP e Metrologia generale Sistemi di generazione, disseminazione e monitoraggio del “tempo campione” italiano (R. Costa, G. Cerretto, E. Cantoni, G. Fantino) 225 ˇ erenkov e metodo TDCR per la standardizzazione Effetto C di radionuclidi emettitori beta (M. Capogni, S. Minosse) 229 Le Rubriche di T_M: Metrologia per tutti Accuratezza e precisione dei risultati e dei metodi di una misurazione (a cura di M. Lanna) 233 Commenti alle norme: la 17025 Audit interno – Parte VI (a cura di N. Dell’Arena) 237 Abbiamo letto per voi 240 News 174-179-204-208-210-216-220224-228-232-236-238-239

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Franco Docchio

EDITORIALE

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Offerte formative e Ordini: come armonizzare?

Academic curricula and Associations: how to harmonize Cari lettori!

Con le prime avvisaglie di perturbazioni post-ferragostane sta iniziando a “mollare” la grande e persistente ondata di caldo, che ci ha avvolti da fine giugno a questa parte e tanti disagi ha portato in tutto il Paese, incluse le sporadiche ma letali manifestazioni di maltempo (tromba d’aria in Veneto, alluvioni a Firenze, in Puglia e Calabria).

Con altrettanta veemenza si sono scatenate nello scenario economico-finanziario globale le “tempeste” che tutti abbiamo seguito con il fiato sospeso. La prima è stata quella greca, a luglio, con le Banche e la Borsa chiuse e le riunioni fiume dell’Eurogruppo, con le diatribe tra i falchi e le colombe. La seconda, meno avvertita ma forse di maggiore impatto per le economie mondiali, è stata (ed è ancora) la quella relativa alla serie di svalutazioni della moneta cinese, legata anche al “rallentamento” della crescita del PIL della Cina.

Anche se non occupa più le prime pagine dei giornali, la vicenda greca è lungi dall’essere chiusa: non è per nulla certo che i nuovi prestiti accordati alla nostra dirimpettaia d’oltremare possano innescare quel processo di risanamento economico che tutti si aspettano, come garanzia per il permanere della Grecia nella zona Euro. Per quanto riguarda la Cina, oggi è certo che il grande Stato asiatico sta terminando il suo ciclo di “fabbrica del mondo”, e dovrà imbarcarsi in un difficile compito di stimolo della propria domanda interna e di miglioramento del benessere dei suoi cittadini (v. incendio di Nanjin).

Dedico queste poche righe del mio Editoriale a un tema che credo di sicuro interesse per i lettori di questa Rivista, sia quelli di matrice universitaria sia quelli del mondo industriale. È di recente pubblicazione il Rapporto del Centro Studi dell’Ordine degli Ingegneri “Esercizio della professione d’Ingegnere e formazione universitaria: un legame da rinsaldare”. Si tratta di un’indagine condotta sui piani di studio di tutte le Università Italiane nelle aree d’Ingegneria: l’indagine cerca di rispondere al quesito se, e in che misura, le Università Italiane soddisfino, con la loro offerta formativa dalla L. 509/99 in poi, le esigenze derivanti dalla necessità dell’esercizio di una Profes-

sione con competenze omogenee in tutto il territorio nazionale.

Ebbene, lo studio sembra evidenziare un certo numero di criticità e fa suonare più di un campanello di allarme. La liberalizzazione dell’offerta formativa (di cui ho già parlato in passato nei miei Editoriali) è stata, da un lato, “liberatoria” per ammodernare i contenuti più obsoleti. Dall’altro, tuttavia, ha portato, a detta degli autori del Rapporto, a un’”elevata difformità dei contenuti nei percorsi formativi” tra sede e sede, e a una carenza crescente della rispondenza tra le competenze acquisite e quelle richieste dal profilo professionale che si intende formare. Da qui la mancanza di una completa formazione di base, sulla quale dovrebbe fondarsi “la versatilità che dovrebbe consentire agli Ingegneri di confrontarsi con problematiche articolate”.

Concausa di questo processo è anche, dal lato degli Ordini Professionali, il DPR. 328/2001, che ha cambiato in modo sostanziale l’accesso agli Albi, “aprendo” anche ad altre categorie di Laureati la possibilità di accedere (il Decreto non è stato, peraltro, aggiornato dopo l’entrata in vigore dei Dottori Magistrali con la L. 240/2010).

Il dubbio che deriva dall’analisi, articolata in una sessantina di pagine di tabelle comparative, dei diversi Corsi di Laurea di primo e secondo livello, è che le Riforme dell’Università succedutesi negli anni, complici anche i continui tagli alle Università, non abbiano avuto un esito positivo nella realizzazione di una figura dell’Ingegnere coerente con quella richiesta dagli Ordini. L’auspicio è quello di un “monitoraggio continuo dell’offerta formativa”, in accordo con la Conferenza per l’Ingegneria, per “individuare le principali incongruenze e suggerire i possibili rimedi”.

Leggendo questo rapporto ho ripercorso con il pensiero tutte le occasioni in cui amici imprenditori, che periodicamente mi chiedono di segnalare loro neolaureati meritevoli di assunzione, hanno espresso concetti del tutto simili, lamentando quello che a loro avviso è lo scollamento tra Università e Impresa. Mi piacerebbe stimolare, con questo Editoriale, una discussione tra le varie tipologie di lettori, sotto forma di lettere al Direttore, o “post” sulla pagina Facebook o sul Gruppo LinkedIn della Rivista!

Buona lettura!

Franco Docchio

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COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO DA ENTI E IMPRESE

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

Notizie nel campo delle misure e della strumentazione da Laboratori, Enti e Imprese

NEWS IN MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION This section contains an overview of the most significant news from Italian R&D groups, associations and industries, in the field of measurement science and instrumentation, at both theoretical and applied levels.

RIASSUNTO L’articolo contiene una panoramica delle principali notizie riguardanti risultati scientifici, collaborazioni, eventi, Start-up, dei Gruppi di R&S Italiani nel campo della scienza delle misure e della strumentazione, a livello sia teorico sia applicato. Le industrie sono i primi destinatari di queste notizie, poiché i risultati di ricerca riportati possono costituire stimolo per attività di Trasferimento Tecnologico.

FRANCESCO PICARIELLO (UNISANNIO) SI AGGIUDICA UN IMPORTANTE RICONOSCIMENTO IEEE

Importante riconoscimento internazionale “IEEE Instrumentation and Measurement Society Graduate Fellowship Award 2015”, per Francesco Picariello, che sta seguendo un Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell’Informazione presso il Dipartimento di Ingegneria di Benevento. Il giovane studioso, sotto la guida del prof. Pasquale Daponte, è riuscito a ideare un sistema di taratura dei sensori presenti in uno smartphone, dispositivo sempre più importante nella nostra vita di tutti i giorni.

Il sistema ideato da Picariello è stato ritenuto utile per moltissime applicazioni, a partire da quelle biomedicali: ogni giorno gli utenti dello smartphone scaricano dal dispositivo App che forniscono dati privi di alcuna validazione, con il rischio che i meno informati assumano farmaci o intervengano sul proprio stato fisico solo sulla base della lettura di tali dati. Lo studio

di Picariello, invece, pone le basi per introdurre il concetto di taratura dei sensori presenti nello smartphone, dai quali le App prelevano i dati per fornire indicazioni agli utenti.

Con il premio ottenuto, si dimostra ancora una volta l’elevato livello raggiunto dal Dipartimento di Ingegneria di Benevento, in grado di attrarre menti eccellenti capaci di distinguersi con idee innovative in campo internazionale.

QUANTO È LEGALE LA METROLOGIA LEGALE IN ITALIA?

Il 10 giugno scorso, presso il Politecnico di Milano, si è tenuta un’interessante Giornata di Studio sulla Metrologia Legale. La giornata è stata organizzata dal Prof. Alessandro Ferrero e dalla Prof.ssa Avv. Veronica Scotti, e promossa dal Dipartimento di Elettronica, Informatica e Bioingegneria del Politecnico di Milano e dal GMEE, con il patrocinio di AEIT – ASTRI. Il titolo, volutamente provocatorio, ha sollecitato l’intervento di oltre settanta

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esperti dei diversi settori interessati a questa tematica, a partire dagli Enti di Accreditamento, ai responsabili di Laboratori di prova e di certificazione, ai produttori e agli utilizzatori di strumentazione rilevante ai fini della metrologia legale, e gli argomenti trattati non hanno certo disatteso le aspettative di chi è intervenuto.

Ha partecipato come relatore, oltre ai Proff. Ferrero e Scotti, il Sig. Claudio Capozza, Responsabile Ufficio Metrico della Camera di Commercio di Milano. Le diverse e complementari competenze dei relatori hanno permesso di porre in evidenza i differenti aspetti che fanno della metrologia legale un singolare unicum nel panorama della scienza e della pratica delle misure. Sono stati trattati gli aspetti più strettamente metrologici, gli aspetti legali e le problematiche connesse all’attuazione pratica.

Il Prof. Ferrero ha considerato, nel proprio intervento, come i tre pilastri della metrologia (incertezza, taratura e riferibilità) andrebbero declinati nella metrologia legale, nella definizione e verifica degli errori massimi ammissibili, nella definizione di un piano di verifiche periodiche e nell’individuazione di organismi e procedure di verifica.

L’Avv. Scotti ha poi proposto una panoramica delle leggi vigenti, partendo dal R.D. 7088 del 1890, tuttora vigente e, a parere anche del Sig. Capozza, molto più in linea con i concetti della metrologia rispetto ad altri più recenti provvedimenti legislativi. Ha affrontato il tema del recepimento delle Direttive UE e della legittimità dei DM

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attuativi, dandone un’interessante lettura su aspetti spesso ignorati dai tecnici.

Infine, il Sig. Capozza ha illustrato il ruolo dei Laboratori accreditati e delle Camere di Commercio, spiegando l’evoluzione subita nel corso degli anni del loro ruolo, delle loro responsabilità e funzioni, alla luce delle Direttive UE del nuovo approccio. L’intervento ha ottimamente completato i due precedenti, illustrando come aspetti metrologici e aspetti legali debbano necessariamente convivere e, in un certo senso, coordinarsi nell’attività di chi è preposto alle verifiche degli strumenti di metrologia legale.

PUBBLICATA SUL BOLLETTINO EUROPEO DEI BREVETTI UNA NUOVA SOLUZIONE TECNOLOGICA PER LA MOBILITÀ ASSISTITA DI UTENTI IPOVEDENTI

È stata pubblicata nel n° 07/2015 dell’European Patent Bulletin la domanda di brevetto AID DEVICE FOR BLIND PEOPLE (EP2834663). La domanda di brevetto, inizialmente depositata in Italia come DISPOSITIVO DI AUSILIO PER NON VEDENTI (AN2013A000067), vede come inventori Lorenzo Scalise, Valter Mariani Primiani, Paola Russo, Alfredo De Leo e Graziano Cerri del Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche e del Dipartimento di Ingegneria dell’informazione dell’Università Politecnica delle Marche di Ancona. Il brevetto presenta una soluzione tecnologica innovativa, progettata per l’utilizzo da parte di soggetti affetti da deficit visivo che abbiano necessità d’individuare la presenza di ostacoli lungo il loro cammino.

Attualmente i soggetti ipovedenti, per prevenire l’urto con ostacoli posti lungo il loro cammino, impiegano un bastone che permette di esplorare il suolo di fronte all’utente (ausilio passi-

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vo). Tale ausilio, pur fornendo numerose informazioni, non è in grado di proteggere l’utente da ostacoli sporgenti o che si trovino ad altezze superiori rispetto al bacino. Sono quindi possibili urti durante il cammino che rendono meno sicura, e quindi limitata, la mobilità del soggetto ipovedente. La soluzione proposta dai ricercatori di Ancona, che s’inserisce tra i dispositivi ETA (Electronic Travel Aids), è basata sull’impiego di un sistema di trasmissione e riflessione di onde elettromagnetiche che impiega un’antenna planare, con spiccate caratteristiche direttive, e lavora a frequenze medio-alte (qualche GHz). Insieme al sistema di generazione e rilevazione degli echi elettromagnetici generati dagli ostacoli, è possibile non solo individuare la loro eventuale presenza nel volume di fronte all’utente (presenza di un’eco), ma anche di calcolare la loro distanza (calcolo dei tempi di volo) e la posizione rispetto alla direzione di avanzamento.

La soluzione proposta, successivamente al deposito della documentazione presso l’Ufficio Brevetti Italiano, è stata anche presentata e numerosi test per lo sviluppo di un prototipo pre-industriale sono stati condotti dal gruppo di ricerca che vede anche la partecipazione di assegnisti e dottorandi.

Al momento la ricerca è orientata alla progettazione di un’antenna in grado di soddisfare i requisiti tecnici necessari al funzionamento del sistema, ma anche di rispondere all’esigenza di poter facilmente essere installata su di un bastone (tipico ausilio passivo impiegato dal soggetto ipovedente). Sono inoltre state effettuati alcuni test introduttivi con un soggetto ipovedente per verificare l’efficacia della soluzione. L’ufficio Brevetti dell’Università Politecnica delle Marche è ora impegnato a verificare la possibilità di sviluppare una collaborazione con partner industriali per avviare lo sviluppo industriale della soluzione ideata. Eventuali richieste d’informazioni possono essere indirizzate a Lorenzo Scalise (l.scalise@univpm.it) o a Graziano Cerri (g.cerri@univpm.it).

LA VALUTAZIONE DELLA COMPETENZA DEL PERSONALE NEI LABORATORI

Lo Studio Lanna & Associati di Michele Lanna e La Giusta Misura di Aldo Ponterio hanno tenuto a Milano il 25 giugno scorso, nella prestigiosa sede del Politecnico, un seminario specialistico su “La valutazione della competenza del personale nei Laboratori”, consapevoli dell’importanza che il tema ha assunto nella gestione dei Laboratori, siano essi di prova, taratura o di certificazione di prodotto.

L’iniziativa ha riscosso un notevole interesse, non solo tra i responsabili di Laboratori di grandi aziende e gruppi industriali (Ansaldo, RTM Breda, ABB, Lamborghini, Telecom, ecc.) ma anche da parte di Laboratori già accreditati in accordo alla norma ISO/IEC 17025 o interessati al conseguimento dell’accreditamento di prove o tarature. È emersa una volontà comune ad ap profondire il vasto tema della competenza del personale, nonché le sue possibili declinazioni in am biti specifici.

Il numero dei partecipanti e le loro favorevoli impressioni, testimoniate dalle numerose e interessanti domande poste ai relatori, hanno ulteriormente confermato l’attualità del tema trattato, non solo per i Laboratori già accreditati ISO/IEC 17025.

Gli organizzatori intendono dare seguito a questa importante iniziativa, con futuri momenti di approfondimento delle altre tematiche che vanno a formare il vasto universo della competenza del personale dei Laboratori. I lettori che fossero interessati a entrare nel merito di questi argomenti, proporre proprie significative esperienze e concorrere a creare una sorta di “Club delle competenze” possono scrivere a: info@studiolanna.it aldo.ponterio@gmail.com.

N. 03ƒ ;2015 di Stefano Debei e Pasquale Daponte

Il mondo delle misure di grandezze elettriche, elettroniche, meccaniche e termiche è sempre stato fondamentale all’interno del settore aerospazio.

L’argomento è di notevole interesse, come testimoniano i forti investimenti nel settore aerospazio e la creazione di Distretti dell’Aerospazio. Ad esempio, nel sistema economico della Regione Campania la filiera produttiva aerospaziale riveste un ruolo di primissimo piano, rappresentando un elemento di sviluppo del territorio sia in termini di presenza industriale sia per l’elevato contenuto delle conoscenze tecnologiche richieste dai processi produttivi. Alla presenza dei grandi operatori si affianca un tessuto di piccole e medie imprese subfornitrici, in grado di disporre delle tecnologie richieste dall’industria aerospaziale.

Dopo il notevole successo del 1st IEEE International Workshop on Metrology for Aerospace (MetroAeroSpace 2014), a cui hanno preso parte oltre cento ricercatori, si è ritenuto opportuno promuovere una seconda edizione di questo evento, dal 3 al 5 Giugno 2015, che mira a rafforzare e sostenere le collaborazioni tra i ricercatori che lavorano allo sviluppo di strumen-

tazione e metodi di misurazione per l’industria aerospaziale.

La seconda edizione del Workshop si è proposta quale punto d’incontro preferenziale a livello internazionale del mondo della ricerca nel campo della metrologia per l’aerospazio, coinvolgendo istituzioni nazionali e internazionali e il mondo accademico in una discussione sullo stato dell’arte relativo alle problematiche che richiedono un approccio congiunto da parte di esperti di strumentazione di misura e collaudo industriale, tipicamente Ingegneri professionisti, e di esperti d’innovazione metrologica, tipicamente accademici.

Questa edizione ha visto, tra l’altro, la presenza di Enrico Flamini, Agenzia Spaziale Italiana (ASI), Marcello Coradini, Agenzia Spaziale Europea (ESA), e Massimo Inguscio, Presidente dell’Istituto Nazionale Italiano di Ricerca Metrologica (I.N.Ri.M.).

Stefano Debei e Patrizia Tavella hanno organizzato un’interessantissima tavola rotonda su “Opportunità e Progetti per la Metrologia nel Settore Aerospaziale”, in cui ASI, ESA e I.N.Ri.M. hanno illustrato le iniziative (e relative modalità di partecipazione) a cui imprese e ricercatori nel campo della metrologia e delle misure per il settore aerospaziale possono accedere per eventuali collaborazioni. Dalla tavola rotonda sono emersi numerosi punti d’incontro e di collaborazione tra l’anima elettrica ed elettronica, l’anima meccanica e termica delle misure e l’anima metrologica. Tra le tematiche di reciproco interesse sicuramente tutte le strumentazioni per l’avionica, l’analisi remota e in-situ di pianeti, i test non distruttivi, le calibrazioni e tarature di strumentazione scientifica, incluso tutto il testing optoelettronicomeccanico e termico e software. Di particolare importanza, oltre alle misure di tempo, anche la metrologia per il volo in formazione e per la Guidance, Navigation and Control, per Satelliti artificiali ma anche per IUAV e Droni, che sono in continua e ampia diffusione, non solo nel settore aerospaziale ma anche in quello agro-forestale, in materia di sicurezza e pre-

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IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON METROLOGY FOR AEROSPACE; UN’OPPORTUNITÀ PER GMEE E GMMT

COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO DA ENTI E IMPRESE

venzione e nel monitoraggio di beni ambientali e archeologici.

La presenza dell’Aeronautica Militare Italiana durante i lavori della prima e della seconda edizione del Workshop ha incontrato consensi unanimi nel mondo della metrologia per il settore aerospaziale. La mostra statica di un UAV “Strix C” del 16° Wing dell’Aeronautica Militare Italiana e la partecipazione di docenti del Gruppo di Ingegneria Aerospaziale Dipartimento di Flight Test, ha sottolineato la presenza dell’Aeronautica Militare Italiana al 2nd Workshop.

IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON ADVANCES IN SENSORS AND INTERFACES – IWASI

di Ileana Bodini

La sesta edizione dell’IEEE International Workshop on Advances in Sensors and Interfaces – IWASI, si è tenuta a Gallipoli (LE) lo scorso giugno.

Il congresso di quest’anno si è posto l’obiettivo di contribuire a colmare la distanza fra coloro che progettano e realizzano i sensori e coloro che li integrano, grazie all’elettronica, in dispositivi e sistemi di misura, indagando e proponendo le ultimissime tecnologie per la produzione di sensori, così come le varie architetture per la loro integrazione e la loro organizzazione in reti.

Le sette sessioni in cui i lavori sono stati suddivisi hanno spaziato da applicazioni in ambito biomedicale fino a rivelatori e sensori per la fisica delle alte energie, indagando quale sia la frontiera nelle tecnologie e nei dispo-

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COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO DA ENTI E IMPRESE

sitivi utili per l’assistenza sanitaria e suggerendo soluzioni “Ambient Assisted Living”, che permettano ad anziani e disabili di vivere nella propria casa, migliorando la loro autonomia e garantendo buone condizioni di sicurezza. Notevole rilievo è stato dato alle interfacce neurali e alle architetture, sia hardware che software, che traggono ispirazione dalle reti neurali stesse e con le quali i sensori vengono organizzati in dispositivi e sistemi di misura.

Un tema che è parso centrale e che molti stanno cercando di studiare, affrontare e risolvere è quello che riguarda il cosiddetto “energy harvesting”, ovvero la raccolta di energia che permetta il funzionamento dei dispositivi sempre più miniaturizzati, indossabili (o impiantabili), a basso consumo e organizzati se condo reti che assomigliano molto al sistema neurale, verso cui l’elet-

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tronica e la sensoristica sembrano volersi dirigere.

Insomma, IWASI 2015 ha voluto indagare, con un fruttuoso scambio d’idee, le frontiere dello sviluppo e dell’utilizzo dei sensori e dell’elettronica, pensando anche a quali potrebbero essere le applicazioni e i miglioramenti da cui la società potrebbe trarre beneficio, ad esempio la possibilità di controllare protesi e arti artificiali, anche attraverso interfacce neurali (Brain Machine Interfaces) e la prevenzione o il rilevamento di cadute, in persone anziane o disabili.

Nel complesso IWASI 2015 ha visto la sottomissione di più di cento articoli, per un totale di 285 autori da quattordici diversi Paesi. Attraverso un attento lavoro di peer review sono state selezionate 23 presentazioni e 27 poster, a dimostrare la qualità dei lavori presentati nelle sette sessioni tematiche.

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MISURE PER LA FABBRICA INTELLIGENTE

IL TEMA

Stefano Debei 1-2, Marco Pertile 2, Paolo Ramous 2

Misure, prove e controlli – La Fabbrica Intelligente IDEAFOOT

MEASUREMENTS, TESTS AND CONTROLS – THE SMART FACTORY: IDEAFOOT

The paper highlights the importance and the strategic role of the measurements for the development of a Smart Factory. The positive experience developed within the research project IDEAFOOT, “Innovative DEsign and mAnufacturing systems for small series production for European FOOTwear companies”, (Seventh Framework Program of the European Union, SP4Capacities Research for the benefit of specific groups Research for SMEs), is summarized trough the relevant results. The research project, successfully completed, mainly consisted on the development of an innovative plant for the automatic production of elegant footwear and one of its goals was to bring back to Italy the footwear production.

RIASSUNTO Il presente contributo evidenzia l’importanza e il ruolo strategico delle misure per lo sviluppo di una Fabbrica Intelligente. Si riassume, attraverso i risultati più importanti, l’esperienza positiva sviluppata attraverso il progetto di ricerca IDEAFOOT, “Innovative DEsign and mAnufacturing systems for small series production for European FOOTwear companies” (VII Programma Quadro dell’Unione Europea, SP4-Capacities Research for the benefit of specific groups Research for SMEs). Il progetto di ricerca IDEAFoot, conclusosi con successo, è consistito principalmente nello sviluppo di una linea innovativa per la produzione in automatico di calzature di stile e ha avuto, tra gli altri obiettivi, quello di “riportare” la produzione della calzatura in Italia.

IDEAFOOT: MISURE PER L’AUTOMAZIONE DI PROCESSO NEL SETTORE CALZATURIERO È importante evidenziare che per produrre una scarpa di stile in modo automatico è fondamentale misurare un elevato numero di grandezze sia elettriche, sia meccaniche e termiche.

Misure di tensione e corrente elettrica per la diagnostica e per il controllo in velocità e coppia degli attuatori, misure di moto relativo per il controllo in posizione, misure di posizione, di forza per le lavorazioni sulle parti della scarpa, misure di temperatura per adattare la tomaia, in funzione del pellame o tessuto da cui è costituita, per farla aderire alla forma, sono solo alcuni degli esempi di misure che sono effettuate. Inoltre la qualità del prodotto finito non può prescindere dalla

fornire elementi per la progettazione di calzature che garantiscano un miglioramento degli standard di benessere e di comfort, (ii) alla ricerca di materiali innovativi, (iii) ai trattamenti superficiali per lo sviluppo di nuove funzionalità della pelle e dei tessuti per tomaia e fodera, (iv) ai trattamenti per migliorare le caratteristiche fisiche e meccaniche dei componenti tacco, suola e accessori.

L’innovazione di processo si è indirizzata principalmente (i) agli interventi di tipo organizzativo e tecnologico per favorire l’integrazione e l’internazionalizzazione della Filiera della Calzatura, (ii) alle metodologie e tecnologie innovative finalizzate a presentare in modo attivo il prodotto ai clienti e ai consumatori, (iii) alle tecnologie e metodologie per una Risposta Rapida al Mercato: Sistemi di progettazione grafica, Tecnologie di prototipazione e Introduzione di standard, (iv) ai sistemi per la produzione intelligente e alle celle di lavorazione guidate dai dati prodotti dai sistemi CAD, (v) a tecnologie per la tracciabilità del prodotto e delle sue parti.

Il processo di progettazione di una nuova calzatura è particolarmente complesso e articolato. I numerosi attori coinvolti nella filiera di produzione della scarpa (formificio, suolettificio, tacchificio, suolificio, ecc.) realizzano in sequenza una singola parte del modello che successivamente viene assemblato in calzaturificio.

Questo comporta un allungamento notevole dei tempi d’industrializzazio-

taratura periodica, sia statica sia dinamica, dei sensori usati. È noto, infatti, che grazie a sensori, trasduttori e catene di misura tarate, incluso l’eventuale software di processamento dei dati per trasformarli in misure, è possibile automatizzare qualsiasi processo industriale.

Il gruppo di ricerca del CISAS “G. Colombo” si è occupato principalmente dei sistemi di misura diagnostici e di misura dei parametri per il controllo di processo, della qualità del prodotto, nonché dei sistemi automatici e robotici per la produzione di calzature. Le principali aree di ricerca e sviluppo sono state sia l’innovazione di prodotto sia l’innovazione di pro- 1 Università di Padova, Dip Ingegneria Industriale cesso.

L’innovazione di prodotto si è indiriz- 2 Università di Padova, zata principalmente (i) allo studio del CISAS “G. Colombo” piede e del movimento finalizzato a paolo.ramous@unipd.it

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IL TEMA

macchina au to ne e un conseguente aumento dei comatica che consti di produzione. Progettando in madiziona termicaniera integrata le strutture con sistemi mente la tomaia.

CAD si possono ridurre in modo rileForma più tomavante i tempi, i costi e aumentare la ia vengono prequalità del prodotto finito. levate dal bracIl progetto ha dimostrato che è possicio robotico e pobile passare dal modello tipico attuasizionate su un’alle di produzione (che è di tipo seriale) tra macchina aua un nuovo modello che mette in tomatica che tenparallelo alcune attività. È stato possisiona e fa abile infatti, a partire dal Design della derire la tomaia calzatura, quindi dal suo modello 3D, alla forma e insemettere in parallelo la progettazione e risce parti strutturealizzazione della forma a quella del rali per mantenetacco e, quindi, anche quello di altri re dimensionalparti strutturali della calzatura: sottomente stabile nel piede e suola. Questo nuovo modello Figura 2 – La Fabbrica Intelligente: produttivo consente (i) d’incrementare linea automatica di produzione con due celle robotizzate e un conveyor tempo la tomaia.

La tomaia, in funle competenze del calzaturificio sui zione del suo materiale, può essere processi di progettazione dei compoportata fino a temperature prossime ai nenti, (ii) la definizione di standard 100 °C. Il sensore a correnti parassiAziendali, (iii) l’uso di un linguaggio te, essendo compensato fino a 70 °C, comune di filiera, (iv) l’utilizzo di tecè stato tarato valutando l’incertezza nologie CAD condivise, (v) il networrelativa sul fondo scala dovuta all’efking tra aziende filiera. fetto della temperatura in funzione I principali risultati del progetto sono della temperatura. A 100 °C l’incersintetizzati nelle figure successive: tezza relativa è inferiore al 3%, menstandardizzazione e relativi metodi, tre il requisito di ripetibilità per il bracmodello CAD 3D, CAM (Fig. 1), reacio robotico antropomorfo è del 4% lizzazione di una linea di produzione (Fig. 4). automatica con layout innovativo Figura 3 – Posizionamento accurato A valle di questa lavorazione seguo(Fig. 2), sistema di misura e controllo dell’end-effector per la presa della forma no altre lavorazioni essenziali per la di posizione dell’end-effector con sensore a correnti parassite per la presa Uno dei task consiste nel prelevare la qualità del prodotto e per il comfort. forma con la tomaia dalla calderina, Queste lavorazioni sono svolte autoaccurata della forma (Fig. 3).

FIgura 1 – Alcune specifiche del sensore

Figura 4 – Taratura del sensore a correnti parassite in funzione della temperatura

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IL TEMA

CONCLUSIONI

In estrema sintesi, i numerosi risultati ottenuti si possono riassumere con “Fabbrica Intelligente” che, grazie al ruolo fondamentale delle misure, ha consentito di automatizzare processi di lavorazione, traducendo in vere e proprie procedure ingegneristiche il sapere dell’artigianato di elevata qualità. E questo grazie alla definizione di standard, alla definizione delle tolleranze di lavorazione delle varie parti della calzatura, alla stima dell’incertezza sulla misura dei parametri, alla scelta e dimensionamento dei sensori per il feedback a bracci robotici antropomorfi, a macchine automatiche e alla “linea di montaggio”. Una tale linea innovativa per la produzione di scarpe eleganti, se da un lato diminuisce il numero degli operatori da 13 a 7, dall’altro consente non solo di mantenere e au mentare il know-how, ma anche di riportare la produzione in Italia da Paesi in cui il costo della manodopera e marcatamente inferiore a quello italiano.

La metodologia sviluppata per l’automatizzazione della produzione di scarpe di stile potrebbe essere estesa anche ad altri settori manifatturieri e in particolare a quello dei prodotti stampati.

Si ringraziano, in modo particolare, il Politecnico Calzaturiero e l’Ing. Silvio Coccuzza.

Per maggiori informazioni: www.unipd.it/internationalhighlights/node/244 – www. politecnicocalzaturiero.it/ ideafoot

Stefano Debei è Professore Associato di Misure Meccaniche e Termiche presso il Dipartimento d’Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Padova. Si occupa di misure e strumentazioni per lo spazio e per ambienti Figura 5 – Operazioni sequenziali sulla tomaia aggressivi, strumentazione per visual fondamentali per ottenere un incollaggio odometry e navigazione. È attualmente della suola resistente e stabile e per garantire le linee di stile sul prodotto finito vice direttore del CISAS “G. Colombo”.

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NEWS

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maticamente da un robot antropomorfo, il cui l’end-effector “segue” la traiettoria 3D estratta dal CAD (CAD-CAM) con una tolleranza migliore del decimo di millimetro, che po trebbe apparire grossolana se non si considerassero: (i) la complessità della traiettoria che varia in funzione delle linee di stile della calzatura, (ii) la variabilità dei materiali che possono essere impiegati, e in particolare degli spessori propri che assumono prima delle lavorazioni riportate in Fig. 5.

In tale fase è stata di fondamentale importanza le calibrazione del robot antropomorfo, sia in termini di accuratezza, sia in termini di ripetibilità di posizione dell’end-effector.

A valle della calibrazione l’incertezza tipo a 2 sigma sul posizionamento è risultata essere migliore di +/- 0,03 mm.

SESSIONI SPECIALISTICHE

Call for Speech La prossima edizione 2016 di A&T prevede un’importante novità aggiuntiva a livello contenutistico, per quanto riguarda il settore MISURE, PROVE e CONTROLLI: le sessioni specialistiche, dedicate a specifiche tematiche, che ospiteranno presentazioni di 15 minuti (+ 5 per eventuali domande) a cura di ricercatori e rappresentanti di aziende utenti e mirate esclusivamente ad ambiti “applicativi”.

I temi delle sessioni specialistiche – Caratterizzazione materiali, componenti apparecchiature – Misure Elettriche ed Elettroniche, EMC – Prove ambientali – Prove a fatica – Analisi filtri, fluidi e gas – Tenuta e pressione – Vibroacustica – Simulazione, Virtual testing – Controlli di processo – Controlli qualità in produzione – Misure e controlli dimensionali – Misure chimico-fisiche – Taratura strumenti Per proporre la propria testimonianza Inviare entro il 30/11/2015, via posta elettronica (metrologia@affidabilita.eu): – Titolo e riferimenti degli autori – Breve riassunto del contenuto della presentazione (max 1.000 caratteri).

Dopo la valutazione del Comitato Scientifico, la comunicazione di accettazione verrà inviata all’autore entro il 31/12/2015.

La composizione delle sessioni verrà ufficializzata entro il 28/02/2016.

Non è richiesta alcuna memoria scritta per pubblicazione.

TUTTO_MISURE dedicherà ampio spazio nel 2016 alle memorie che avranno ottenuto le migliori valutazioni.

Per ulteriori informazioni: A&T – Massimo Mortarino (segretario del CS) Tel. 011/0266700

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MISURE PER LA FABBRICA INTELLIGENTE

IL TEMA

M. Lancini, C. Petrogalli, M. Faccoli, L. Solazzi, A. Mazzù

Prove di fatica per contatto ciclico su acciai per ruote e rotaie ferroviarie

ASSESSING ROLLING CONTACT FATIGUE DAMAGE PROGRESSION USING VIBRATIONS OF THE TEST BENCH Rolling contact fatigue (RCF) plays a critical role in railway components, and the assessment of such components life is still an open task. Such characterization can be performed using a bi-disk test bench and a numerical simulation, based on a multiple source damage model.

The contact surface, however, can change during the test, due to wear, altering the results. Vibrations of the test bench during RCF-life tests can be used to identify this and correct the simulation results.

RIASSUNTO La fatica per contatto ciclico (RCF) gioca un ruolo fondamentale nei componenti ferroviari, la valutazione della cui durata è ancora un problema aperto. La caratterizzazione del materiale può essere effettuata tramite un banco prova a due dischi e una simulazione numerica basata su un modello di danneggiamento da fonti multiple.

La superficie di contatto tuttavia può variare durate la prova a causa dell’usura, e questo può influenzare i risultati della simulazione. Le vibrazioni del banco possono essere utilizzate per identificare questo fenomeno e correggere i risultati delle simulazioni.

IL BANCO PROVA

La caratterizzazione dei materiali è critica nella applicazioni ferroviarie poiché lo sforzo ciclico e localizzato porta a fenomeni di fatica a contatto ciclico (RCF), che possono provocare danni consistenti e la perdita di funzionalità del componente. Lo studio di questi fenomeni è reso più complesso dal verificarsi in concomitanza di diversi fenomeni, e dal fatto che i modelli che descrivono la plasticità ciclica, reperibili in letteratura, non sono direttamente applicabili se i parametri dei materiali sono ottenuti in condizioni di sollecitazione standard in laboratorio, a causa del diverso meccanismo di propagazione.

Una possibilità è quella di analizzare l’interazione tra usura e contatto ciclico tramite prove di vita a fatica accelerate con condizioni di strisciamento controllate, usando campioni multipli del materiale e interrompendo queste prove in tempi differenti per procedere a misure distruttive. Una procedura

del genere però prevede tempi e costi di notevole entità e viene quindi generalmente evitata.

L’alternativa più pratica è quindi quella di effettuare un’unica prova RCF monitorando grandezze meccaniche utili a rilevare modifiche nel processo.

Il banco prova utilizzato per queste prove è una macchina a due dischi, un dettaglio della quale è qui riportato in Fig. 1, in cui due campioni dei materiali sotto esame sono premuti l’uno contro l’altro tramite un attuatore servoidraulico con una forza massima di 70 kN, e fatti ruotare tramite due mandrini, di cui uno fisso e uno mobile, collegati a due motori indipendenti da 33 kW. I tre attuatori sono controllati in slittamento, in forza e in velocità di rotazione.

Figura 1 – Dettaglio del banco di prova a due dischi. Sono evidenziati il mandrino mobile e il fisso

direzione verticale e uno in direzione orizzontale, entrambi normali all’asse di rotazione. I trasduttori usati sono Wilcoxon 736 con una sensibilità nominale di 0,98 V/(m/s2), un fondo scala di 5 m/s2, e una banda passante lineare tra 5 e 20.000 Hz. I segnali dei due accelerometri, così come quelli del torsiometro montato a bordo, sono acquisiti tramite un sistema di acquisizione con campionamento sincrono a 5 kHz. Per completare il sistema, una fotocamera lineare L101b-2k BASLER è stata montata sopra il banco, in una configurazione tale da garantire una risoluzione di 1 µm, per poter monitorare le condizioni della superficie a intervalli regolari quando la velocità di rotazione dei dischi è ridotta.

L’ANALISI DELLE VIBRAZIONI

Mentre l’analisi delle vibrazioni è già affermata come strumento diagnostico per rilevare danni in ruote dentate o cuscinetti in funzione, il suo uso come indice per la caratterizzazione dei

LE MISURE EFFETTUATE

Su entrambi i mandrini sono stati mon- Dip. Ingegneria Meccanica e Industriale tati piezoaccelerometri, usando una Università di Brescia colla a base di cianoacrilato, uno in matteo.lancini@unibs.it

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N.

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N. 03ƒ ; 2015 materiali è limitato, a causa delle difficoltà interpretative che richiede rispetto a prove standardizzate. Si è quindi scelto di applicare al sistema tecniche tipiche dell’analisi modale, quali la funzione di trasferimento tra la coppia T e l’accelerazione nelle due direzioni x e y, ma di valutarle tramite un unico indice sintetico di più facile interpretazione.

Il fondamento di questo approccio si basa sul fatto che ogni variazione del materiale o della geometria dei campioni provoca una variazione nelle funzioni di trasferimento, poiché queste sono dipendenti dalla rigidezza del componente in prova. Un cambiamento quindi della superficie di contatto del provino, bombato a inizio prova e soggetto ad appiattimento per usura, provocherebbe quindi una variazione delle rigidezze in gioco e, di conseguenza, delle funzioni di trasferimento.

Per definire lo stato del sistema sono state calcolate le funzioni di trasferimento tra tutte le grandezze a disposizione per il monitoraggio continuo e in particolare: la trasmissibilità Hy/x tra l’accelerazione del mandrino fisso e quello mobile, le inertanze rotazionali Hx/T e Hy/T tra le accelerazioni dei mandrini e la coppia applicata, e i reciproci di queste tre quantità. Nonostante queste grandezze siano correlate alle masse e alle rigidezze in gioco, l’interpretazione diretta di queste risulta particolarmente complessa: si è quindi scelto di non valutare le funzioni di trasferimento in senso assoluto, ma solo la loro variazione durante la prova. Si è dunque scelto di stimare il comportamento dinamico del sistema in condizioni iniziali tramite i primi 2.500 cicli di prova, e di valutare in maniera continua la differenza tra lo stato corrente e quello iniziale.

Dopo prove preliminari volte a identificare lo spettro più sensibile alle variazioni causate dal contatto ciclico, si è concentrata l’attenzione sulla funzione di trasferimento tra la coppia applicata e le vibrazioni lungo l’asse dell’attuatore servoidraulico. Con i dati acquisiti si è calcolata la funzione di trasferimento HT/x(ω) tra la coppia applicata T e l’accelerazione in direzione x (direzione di applicazione della forza di contatto), tramite la media di 5 finestre da 1 s ciascuna, producendo quindi ogni 5 s uno spettro di 1.000 righe, con una risoluzione spettrale di 1 Hz. Il comportamento dinamico iniziale del sistema costituito dal banco e dai campioni ancora intatti è stato associato alla media Hx/T(ω) nei primi 2.500 cicli della prova, ottenendo quindi un set di valori di riferimento (uno per ogni frequenza) Hrefx/T(ω).

Per evidenziare i cambiamenti nel sistema si è calcolato il valore quadratico medio della differenza, a ogni frequenza, tra i valori di H dello stato corrente e di quello di riferimento, secondo l’equazione seguente, ottenendo un indice che abbiamo denominato Dx/T. D x /T =

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1 n

(ω i ))(H x / T (ω i ) − H ref (ω i ))* ∑ (H x / T (ω i ) − H ref x /T x /T n

i =1

N. 03ƒ ;2015 LE PROVE EFFETTUATE

La procedura è stata effettuata su diversi campioni di coppie di acciai per ruote e rotaie ferroviarie (ER8 EN13262 e UIC 900) per validarne l’efficacia. I campioni usati erano dischi con un diametro di 60 mm e uno spessore di 10 mm. I campioni di materiale per rotaia avevano inoltre una bombatura di raggio 200 mm, per evitare gli effetti di bordo sulla superficie di contatto.

Sono stati provati tre diversi livelli di pressione di contatto nominale (1.100, 1.300 e 1.500 MPa) e due diversi livelli di slittamento (1% e 3%), come riportato in Tab. 1.

I valori dell’indice Dx/T per le quattro prove sono riportati in Fig. 2: come è possibile notare tutte e tre le prove con un alto valore di slittamento (3%) mostrano un rapido incremento (da 10 a più di 100 kg-1m-1) dopo poche migliaia di cicli, seguito da un decremento di durata variabile, per poi stabilizzarsi a un valore stazionario, all’incirca 30 kg-1m-1, che verrà mantenuto fino a fine prova. L’ultima prova, con uno slittamento dell’1%, mostra invece solo un lieve incremento dopo 8.000 cicli, per raggiungere un livello stazionario di 20 kg-1m-1.

Un tale comportamento può essere usato per identificare il periodo, caratterizzato da un alto valore dell’indice Dx/T, in cui il processo di danneggiamento altera il sistema in maniera chiaramente più drastica rispetto alla condizione iniziale e a quella stazionaria finale.

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IL TEMA

Tabella 1 – Le prove effettuate TEST A B C D

Pressione Nominale di Contatto [MPa]

Carico di contatto [N]

Velocità rotaia [rpm]

Velocità ruota [rpm]

Slittamento

1.100 1.300 1.500 1.500

1.500 2.490 3.830 3.830

516 516 516 511

493 493 493 498

3 3 3 1

Figura 2 – Indice Dx/T per le prove A, B, C e D in funzione del numero di cicli della prova

Figura 3 – Indice Dx/T e ampiezza della traccia lasciata sulla ruota a confronto

LA FASE DI APPIATTIMENTO

Poiché anche le misure di perdita di massa, effettuate ogni 200.000 cicli, confermano un comportamento differente nelle fasi iniziali e uno pressoché stazionario per il resto della prova, si è deciso d’investigare ulteriormente il comportamento nei primi cicli.

La prova C è stata quindi ripetuta con diversi campioni dei medesimi materiali, interrompendo però ogni

1.500 cicli la prova, per valutare la condizione superficiale del campione e la perdita di massa del campione stesso.

Il grafico in Fig. 3 mostra l’evoluzione dell’indice Dx/T sovrapposto alla misura, effettuata tramite analisi dell’immagine, dell’ampiezza della traccia d’usura sulla ruota.

Come si può notare l’ampiezza della traccia lasciata dal campione di rotaia (bombato) sulla ruota mostra

chiaramente come il provino si appiattisca, arrivando, dopo meno di 40.000 cicli, ad avere una superficie di contatto estesa all’intero spessore del disco (10 mm).

L’innesco di questa fase coincide con l’aumento, chiaramente individuabile, dell’indice ottenuto tramite l’analisi delle vibrazioni.

Le informazioni ottenute tramite l’analisi di questo indice hanno quindi consentito d’individuare quando la

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N. 03ƒ ; 2015 forma del contatto passa dallo stato iniziale a un contatto piano completo. Grazie a quest’informazione si è potuto correggere le simulazioni numeriche del danneggiamento, sostituendo il contatto puntiforme hertziano standard con un contatto lineare a partire dal numero di cicli identificato tramite l’analisi delle vibrazioni.

Al termine di ogni prova i campioni sono stati smontati e tagliati a metà spessore, ripuliti e attaccati (usando Nital al 2%), quindi ispezionati tramite un microscopio ottico per osservare il flusso plastico al di sotto della superficie. La sovrapposizione degli spostamenti calcolati al flusso plastico osservato, qui mostrata in Fig. 4, ha dato inoltre conferma della bontà della simulazione numerica cosi corretta, dimostrando, in ultimo, l’utilità del metodo proposto.

Figura 4 – Sovrapposizione delle deformazioni plastiche calcolate (in rosso) e dell’immagine dei bordi di grano nella prova A

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. U. Zerbst, S. Beretta, “Failure and damage tolerance aspects of railway components”, Engineering Failure Analysis, 2011, 18 pp. 534-542.

2. G. Donzella et al. “Progressive damage assessment in the near-surface layer of railway wheel – rail couple under cyclic contact”, Wear, 2011, 271(1-2), pp. 408416.

3. L. Nohál et al., “An experimental investigation of rolling contact fatigue of steels using acoustic emission method“, Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 2013. 55(12): p. 665-669.

4. C.S. Byington et al., “Shaft coupling model-based prognostics enhanced by vibration diagnostics“, Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 2009. 51(8): p. 420-425.

5. M.J. Roemer, C.S. Byington, J. Sheldon, “Advanced vibration analysis to support prognosis of rotating machinery components“, International Journal of COMADEM, 2008. 11(2): p. 2-11.

N. 03ƒ ;2015 Matteo Lancini è Ricercatore di Misure Meccaniche e Termiche presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale dell’Università degli Studi di Brescia. La sua attività di ricerca riguarda in particolare lo sviluppo di sistemi di misura in ambienti debolmente controllati e di diagnostica industriale tramite analisi modale.

Angelo Mazzù è Professore Associato di Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale dell’Università degli Studi di Brescia. La sua attività di ricerca riguarda in particolare lo sviluppo di modelli di previsione di diversi fenomeni di cedimento nei problemi di contatto ciclico.

NEWS

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Candida Petrogalli è Tecnico Laureato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale dell’Università degli Studi di Brescia. La sua attività di ricerca riguarda la caratterizzazione meccanica e a fatica dei materiali metallici e compositi.

AUMENTA IL PERIODO DI ASSISTENZA PER I CLIENTI KEYSIGHT TECHNOLOGIES Keysight Technologies ha recentemente annunciato di aver esteso, oltre lo standard, il periodo di servizio di assistenza per molti dei suoi strumenti più diffusi non più in produzione.

Il nuovo programma di assistenza (ESP - Extended Service Period) risponde a una frequente richiesta da parte dei clienti che hanno bisogno di mantenere la strumentazione di test e misura in piena efficienza per tutta la durata dei propri progetti, spesso pluridecennali. Inoltre Keysight offre ora Piani Pluriennali di Garanzia (Warranty Assurance Plan), che consentono ai clienti di ottenere il massimo delle prestazioni dagli strumenti fino a 10 anni.

Il programma di assistenza ESP si rivolge ai clienti che hanno una base installata di strumenti Keysight, Agilent e HP fuori produzione.

Keysight offre una vasta gamma di offerte, come i contratti di riparazione

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IL TEMA

Luigi Solazzi è Ricercatore di Progettazione Meccanica e Costruzione di Macchine presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale dell’Università degli Studi di Brescia. L’attività di ricerca riguarda la progettazione meccanica di elementi strutturali considerando le reali condizioni di carico a cui gli stessi sono sottoposti e l’utilizzo di materiali innovativi.

Michela Faccoli è Ricercatrice di Metallurgia presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale dell’Università degli Studi di Brescia. Attualmente si occupa principalmente dello studio dei meccanismi di cedimento conseguenti ai fenomeni di contatto tra ruota e rotaia ferroviaria, della caratterizzazione meccanica di leghe leggere di alluminio e dell’ottimizzazione dei relativi trattamenti termici.

pluriennali, personalizzabili in base alle esigenze e specifici programmi a lungo termine, al fine di garantire l’operatività dei propri apparati in attesa di passare alle nuove tecnologie.

I Warranty Assurance Plan vanno oltre l’offerta standard di Keysight dei tre anni di garanzia, estendendo la copertura a cinque, sette o dieci anni.

Disponibili con il primo acquisto di uno strumento, essi consentono di garantire le piene prestazioni delle apparecchiature al prezzo più basso e nel modo più conveniente, riducendo al minimo il rischio d’interruzione della produzione e semplificando le procedure amministrative. Gli strumenti usufruiranno, inoltre, del servizio prioritario di assistenza.

“Keysight ha costruito solide basi per questi programmi, investendo nelle infrastrutture necessarie, compreso il personale specializzato, le attrezzature e la catena di fornitura di ricambi originali OEM”, ha di chiarato Mike Gasparian, senior vice president e direttore generale del Servizio Assistenza Clienti e Worldwide Marketing di Keysight.

“Vogliamo che i clienti attuali e potenziali sappiano di poter contare sul nostro impegno a garantire la loro continuità operativa. Oggi, domani e in futuro”.

Entrambe le nuove offerte sono parte del programma Instrument Lifecycle So-

Purchase

lutions (ILS) di Keysight, che si rivolge ai clienti con esigenze di manutenzione e assistenza che si protraggono per tutto il ciclo di vita del prodotto.

Questo programma comprende anche la Standard Service Period Solution, che assicura le prestazioni dello strumento post-ga ranzia. Entrambe le nuove offerte fanno parte delle soluzioni di Keysight dedicate all’intero ciclo di vita dei suoi prodotti, che spaziano dai servizi di taratura a quelli di riparazione.

Per ulteriori informazioni: www.keysight.com/find/ extendedservice

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GLI ALTRI TEMI

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MISURE PER L’AMBIENTE Filippo Attivissimo, Carlo Guarnieri Calò Carducci, Giuseppe Cavone, Anna M.L. Lanzolla

Il fluorimetro e turbidimetro low-cost Per l’analisi qualitativa dell’acqua marina

A LOW-COST SENSOR FOR WATER QUALITY ASSESSMENT

This paper describes the realization of a low-cost device for water quality monitoring, able to detect in vivo the most important biological indicator in Italian regulations, the chlorophyll-A [Chl-A] sea water content. The instrument is designed employing cheap components, combining elegant circuit solutions and sophisticated algorithms to reach a detectivity of 200 ng/l of Chl-A. The same optical front-end may be easily extended to detect other physical quantities, such as the water turbidity.

RIASSUNTO

L’articolo descrive il funzionamento di un dispositivo a basso costo per l’analisi della qualità dell’acqua marina. Il prototipo realizzato è in grado di effettuare la misurazione in vivo del contenuto di clorofilla-A [Chl-A], l’indicatore biologico dello stato ambientale delle acque più utilizzato nella normativa Italiana. Lo strumento impiega componenti economici, unendo eleganti soluzioni circuitali e sofisticati algoritmi di calcolo per raggiungere una detectivity di 200 ng/l [Chl-A]. Il front-end del dispositivo può essere facilmente esteso per la misura di ulteriori grandezze fisiche ambientali, come ad esempio la torbidità.

INTRODUZIONE

Per le popolazioni costiere il mare è sempre stato una risorsa di notevole importanza, sia per il cibo che esso fornisce, sia per l’opportunità d’intessere relazioni commerciali con altre genti.

Tuttavia, dall’avvento dell’era industriale si è passato da un utilizzo sostenibile di questa risorsa a uno sfruttamento senza precedenti [1], [2]. Contemporaneamente, l’immissione costante e crescente di sostanze di origine antropica, quali inquinanti derivanti da attività industriali, agricole o residenziali, altera gli equilibri chimici ed ecologici dell’acqua, mettendo a dura prova la capacità rigenerativa degli ecosistemi.

In particolare, l’immissione di sostanze nutritive incentiva in maniera deleteria il fenomeno dell’eutrofizzazione, stimolando la crescita del fitoplancton pelagico, così come di micro e macro alghe bentoniche, tanto che la sua riduzione è considerata un obiettivo strategico sia nel Water Framework Directive [3], che nel EU Marine Strategy Framework Directive [4].

In questo contesto la concentrazione di clorofilla-A contenuta negli organismi vegetali acquatici è considerata un importante indicatore prodromico per altri fenomeni potenzialmente dannosi, quali mucillagini o fioriture di alga tossica, ma anche sintomatico di un’elevata immissione di sostanze che fungono da fertilizzanti, come ad esempio il fosforo e l’azoto. Tuttavia i livelli estremamente contenuti di clorofilla-A rendono la sua rilevazione in vivo particolarmente complessa: basti pensare che nel Mar Mediterraneo tali concentrazioni variano nel range 0,2 – 1,5 μg/l, con incrementi fino a 8,0 μg/l in condizioni particolari, come ad esempio nell’alto mare Adriatico, proprio per i nutrienti trasportati e immessi in mare a opera del fiume Po. METODI E PROCEDURE DI MISURA

prima richiede un processo lungo e difficilmente realizzabile sul posto: si rende infatti necessario raccogliere consistenti quantitativi d’acqua marina e filtrarli avvalendosi di membrane con dimensione dei pori pari a 0,45 μm, in maniera tale da incrementarne la concentrazione micro algale. Il campione deve quindi essere posto per 24 h in una cella frigorifera e mantenuto a 4 °C in una soluzione al 90% di acetone, così che il solvente possa estrarre la clorofilla dall’interno delle cellule. Infine la provetta viene posta all’interno dello spettrofotometro e ne viene studiato lo spettro di assorbimento in trasmissione.

Nelle misure in situ non è ovviamente possibile eseguire il procedimento appena descritto e viene invece adottato il metodo fluorimetrico. Quest’ultimo, si basa su un effetto quantistico (Fig. 1) in cui, a causa della luce incidente, un fotone con energia E2, corrispondente a una lunghezza d’onda pari a 440 nm (regione blu), viene assorbito grazie alla particolare struttura chimica della molecola di clorofilla-A, causando la transizione di un elettrone dal livello fondamentale E0 al livello eccitato E2. In seguito, questo elettrone termalizza, dissipa cioè parte della sua energia sotto forma di calore oppure in processi chimici, passando a un livello energetico inferiore E1, dal quale può infine decadere al livello fondamentale accompagnato dall’emissione di un nuovo fotone con energia inferiore e lunghezza d’onda superiore, tipicamente pari a 680 nm (regione del rosso).

Dip. di Ingegneria Elettronica

Tipicamente, i metodi impiegati per e dell’Informazione, Politecnico di Bari l’analisi della clorofilla-A sono la spet- [attivissimo, cavone, guarnieri, trofotometria e la fluorimetria. La lanzolla]@poliba.it

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GLI ALTRI TEMI

consentire più misure attraverso lo stesso stadio di lettura [5] e per poter essere utilizzato in una rete wireless [6]: la fluorescenza della clorofilla e la torbidità possono essere infatti determinate entrambe con un rilevatore sensibile nel rosso, a partire rispettivamente da una stimolazione con luce blu e da una con luce rossa. È possibile inoltre estendere, in linea di principio, il solo stadio di eccitazione, al fine di misurare la fluorescenza di altre sostanze con caratteristiche affini.

Figura 1 – Descrizione della dinamica della fluorescenza (sinistra), spettro di assorbimento ed emissione della clorofilla-A (destra)

Gli spettri di assorbimento ed emissione per fluorescenza (Fig. 1), i cui picchi sono separati da una distanza nota in letteratura come Stokes shift, sono alla base del principio di misura: irradiando le molecole di clorofilla-A con luce blu, queste risponderanno allo stimolo riemettendo luce rossa, la cui intensità – per basse concentrazioni come quelle marine – risulta essere direttamente proporzionale alla concentrazione di molecole.

Se si considera, infatti, l’intensità di luce assorbita Ia dal campione sotto indagine, in seguito allo stimolo con una intensità I0, questa sarà esprimibile, in accordo con la legge di Lambert-Beer, come:

If = k ⋅ ΦF ⋅I0 ⋅ε ⋅d ⋅c

(3)

La determinazione della torbidità dell’acqua marina, anche nota come nefelometria, viene eseguita, invece, applicando un segnale luminoso al campione e misurando la quantità di luce diffusa a causa delle particelle in sospensione. Anche in questo caso può essere ricavata dall’effetto Tyndall una relazione lineare che descrive il comportamento elettromagnetico di un’onda che si propaga in una soluzione colloidale di particelle con dimensione paragonabile alla lunghezza d’onda del raggio incidente. In tal caso e per intervalli di concentrazione minori di 10-4 M (mol/l), la concentrazione della fase dispersa risulta proporzionale all’intensità della luce diffusa, Ia = k ⋅ I0(1 – eε⋅d⋅c) (1) cioè l’intensità della luce diffusa IS, in accordo con la legge di Rayleigh, Poiché l’efficienza quantica ΦF è defisarà proporzionale a N numero di nita come il rapporto tra l’intensità rieparticelle: messa e quella assorbita, l’intensità della fluorescenza può essere espresN ⋅V 2 sa come: (4) IS = k ⋅ 2 4 ⋅ I 0 d ⋅ λ If = k ⋅ ΦF ⋅I0(1 – eε⋅d⋅c) (2) in cui k è un coefficiente dipendente poiché gli altri termini possono essere dal setup sperimentale, ε è il coeffi- assunti costanti; nella (4) I0 è l’intensiciente di assorbimento molare, d è la tà della luce di stimolo, V il volume lunghezza del cammino ottico e c la delle particelle, la lunghezza d’onda concentrazione della sostanza fluore- della radiazione, k rappresenta una scente. Se si assume dunque l’ipotesi costante strumentale dipendente dal di basso assorbimento di energia setup e d è la distanza del rilevatore (Ia < 2% di I0), in presenza di con- dalla cella contenente l’analita. centrazioni molto basse della molecola in esame, per cui il prodotto εdc risulti inferiore a 0,01, l’equazione IL DISPOSITIVO IMPLEMENTATO precedente può essere linearizzata considerando tutte le variabili costanti Il dispositivo, illustrato in Fig. 2, è a eccezione della concentrazione c: stato progettato in maniera tale da

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Figura 2 – Il setup di misura

Tuttavia la misura della radiazione emessa da un segnale di stimolo costante risulta affetta da forte rumore, dovuto alla luce ambientale che giunge sul sensore, ma anche causato dal flicker noise dell’amplificatore.

Nel caso in cui fosse necessario rilevare segnali estremamente deboli, sarebbe possibile adottare uno schema di amplificazione lock-in, in cui il misurando viene agganciato a un segnale di stimolo modulandone l’intensità.

Sarebbe quindi sufficiente demodulare il segnale acquisito per estrarne la sua intensità che risulterà proporzionale al misurando.

Lo schema adottato permette di emettere un segnale di stimolo sul campione, grazie alla modulazione di una sorgente LED; il segnale da misurare, sincrono con la frequenza di eccitazione, viene raccolto da un fotodiodo e amplificato con un guadagno G = 180 dB da uno stadio in

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GLI ALTRI TEMI

essere ulteriormente incrementate o aumentando la frequenza di campionamento e il numero di campioni, oppure migliorando la sezione ottica del dispositivo.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

Figura 3 – Sistema di amplificazione Lock-in

trans-impedenza (TIA) risonante. Tale soluzione consente di reiettare ogni segnale costante e allo stesso tempo di effettuare un filtraggio passabanda del segnale, lasciando immutata la frequenza d’interesse.

La demodulazione risulta, invece, un’operazione particolarmente svantaggiosa da eseguire in analogico, perciò si è preferito campionare il segnale ed elaborarlo nel dominio numerico, grazie a un banco di filtri polifase in grado di eseguire in un unico stadio la demodulazione, il sottocampionamento e il filtraggio del segnale.

Figura 4 – Setup sperimentale e contenitore di misura

Nel setup attuale viene adottata una portante pari a 1 kHz, una frequenza di campionamento pari a 5 kS/s e un fattore di sottocampionamento pari a 5.

Per ogni secondo di analisi, vengono memorizzati infine nel buffer di uscita 1.000 campioni da cui è possibile stimare valore medio e deviazione standard.

acqua marina preventivamente filtrata.

Sono stati quindi rilevati 80 incrementi (Fig. 5) di clorofilla-A; i risultati ottenuti evidenziano una relazione lineare fra la concentrazione di clorofilla e la tensione in uscita su un range di almeno 200 μg/l, con un offset di circa 180 mV che sarà numericamente corretto una volta sviluppato un opportuno alloggiamento definitivo.

RISULTATI SPERIMENTALI

CONCLUSIONI

I test sono stati condotti avvalendosi di campioni certificati e offerti dal Dipartimento ARPA Puglia (DAP) di Lecce.

Grazie a una pipetta micro-meccanica con risoluzione pari a 1 μl, un campione esibente una concentrazione pari a 4 mg/l è stato diluito in un contenitore (Fig. 4) contenente 12 ml di

Pur impiegando componenti comuni e richiedendo un costo realizzativo estremamente esiguo, il prototipo realizzato ha mostrato notevoli potenzialità.

Vale la pena evidenziare che tuttavia persiste un largo margine di miglioramento, poiché le prestazioni possono

1. F. Adamo, C. De Capua, P. Filianoti, A.M.L. Lanzolla, R. Morello, “A Coastal Erosion Model to Predict Shoreline Changes”, Measurement, vol.

47, pp. 734-740, 2014.

2. F. Adamo, G. Andria, G. Cavone, C. De Capua, A.M.L. Lanzolla, R. Morello, M. Spadavecchia, “Estimation of ship emissions in the port of Taranto”, Measurement, vol.

47, pp. 982-988, 2014.

3. The EU Water Framework Directive – integrated river basin management for Europe (WFD 2000/60/EC).

4. Marine Strategy framework Directive (MSFD 2008/56/EC).

5. F. Attivissimo, C. Guarnieri Calò Carducci, A.M.L. Lanzolla, A. Massaro, M.R. Vadrucci, “A Portable Optical Sensor for Sea Quality Monitoring”, Sensor Journal, vol. 15, pp. 146-153, 2015.

6. F. Adamo, F. Attivissimo, C. Guarnieri Calò Carducci, A.M.L. Lanzolla, “A Smart Sensor Network for Sea Water Quality Monitoring”, Sensor Journal, 2015, in press.

Figura 5 – Test di calibrazione del sensore

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GLI ALTRI TEMI

Filippo Attivissimo è Professore Associato Carlo Guarnieri Calò Carducci è dottodi Misure Elettriche ed Elettroniche presso il rando del Gruppo di Misure Elettriche ed Politecnico di Bari, Dipartimento di IngegneElettroniche presso il Politecnico di Bari, ria Elettrica e dell’Informazione (DEI). I suoi Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’Inprincipali interessi di ricerca riguardano le formazione (DEI), dove si è laureato in Ingetematiche inerenti la teoria della stima e delgneria Elettronica. I suoi principali interessi l’incertezza di misura, la progettazione di sensori per l’am- di ricerca riguardano le misure ambientali e le reti di senbiente e per l’industria, la visione artificiale, le misure per sori. la medicina e per l’energia. È membro dell’IEEE I&M Society e del GMEE.

Giuseppe Cavone è Ricercatore Confermato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Politecnico di Bari, Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’Informazione (DEI). I suoi principali interessi di ricerca riguardano le misura su sistemi elettrici per l’energia, le verifiche sugli impianti elettrici, le misure per la qualità, i sistemi di certificazione. È membro del GMEE.

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Anna Maria Lucia Lanzolla è Ricercatore confermato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Politecnico di Bari, Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’Informazione (DEI). Le tematiche sviluppate nell’ambito della sua attività di ricerca sono: metodi di stima per applicazioni di misura, caratterizzazione e modellizzazione di dispositivi e sistemi digitali, tecniche di denoising applicate a immagini mediche, analisi di segnali biomedicali per applicazioni diagnostiche, sistemi di controllo e monitoraggio ambientale. È membro dell’IEEE I&M Society e del GMEE.

GLI ALTRI TEMI

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MISURE PER LA SICUREZZA Pasquale Daponte, Luca De Vito, Francesco Picariello, Sergio Rapuano

Barriera Attiva Una rete di sensori wireless integrata su barriera stradale

ABSTRACT This paper describes the research activities of the L.E.S.I.M. group of Benevento in the design and development of the system called Barriera Attiva.

It is a wireless distributed measurement system embedded on guardrails.

The system functionalities are: (i) monitoring vehicular traffic and environmental conditions, (ii) detecting vehicle-guardrail impacts, and (iii) signaling dangerous situations to drivers. A brief description of the sensor nodes composing the system and of the obtained results from experimental tests is given.

RIASSUNTO L’articolo presenta le attività di ricerca, svolte dal gruppo L.E.S.I.M. di Benevento, nell’ambito del progetto PON denominato Barriera Attiva. Il sistema di misura distribuito progettato e realizzato si basa su una rete di sensori wireless integrata nella barriera stradale, al fine di monitorare il traffico veicolare e le condizioni ambientali, nonché di localizzare e segnalare gli urti veicolo-barriera. L’articolo presenta una descrizione dei sensori e i primi risultati sperimentali ottenuti.

IL SISTEMA BARRIERA ATTIVA

Il programma Europeo di azione per la sicurezza stradale 2011-2020 presenta progetti intesi a dimezzare il numero di morti sulle strade europee nei prossimi dieci anni [1]. Al fine di limitare il numero d’incidenti stradali, sono necessarie azioni che coinvolgano direttamente il singolo utente della strada e che favoriscano il tempestivo intervento da parte dell’ente gestore.

Il laboratorio L.E.S.I.M. dell’Università degli Studi del Sannio sta lavorando alla progettazione e realizzazione di un sistema di misura distribuito, installato direttamente sulle barriere di sicurezza stradale, denominato “Barriera Attiva”. Le funzioni attive, proposte dal progetto [2], sono: (i) il rilievo di emissioni inquinanti dei mezzi motorizzati; (ii) la rilevazione e localizzazione di danneggiamento della barriera stradale a seguito di un urto veicolo-barriera; (iii) la misura della velocità dei mezzi in circolazione con stima della velocità media lungo il tratto stradale e relativo conteggio dei

veicoli che lo percorrono; (iv) la misura della distanza veicolo-barriera; (v) il monitoraggio delle condizioni di visibilità e delle condizioni del manto stradale; e (vi) la segnalazione di eventi potenzialmente pericolosi, quali prossimità di un incidente o elevata velocità, direttamente su pannelli a messaggio variabile o mediante sistema d’illuminazione a LED. Tali funzionalità sono realizzate integrando una rete di sensori wireless sulla barriera stradale [2]. L’architettura di rete si basa su una struttura gerarchica, dove diversi nodi gateway gestiscono una singola sotto-rete, raccogliendo i dati forniti dai nodi sensore e inviandoli a un server centrale. Questi dati sono memorizzati e presentati a un utente supervisore, presso il centro di monitoraggio dell’infrastruttura stradale.

Ogni nodo sensore è stato sviluppato su piattaforma Iris, contenente un microcontrollore e un modulo radio, con alimentazione da pannello fotovoltaico e batteria, e programmato in NesC.

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IL SISTEMA BARRIERA ATTIVA E LE PROVE SPERIMENTALI

Le informazioni fornite dai nodi sensore al centro di monitoraggio dell’infrastruttura stradale devono essere sintetiche, al fine di permettere, in caso di eventi pericolosi, un tempestivo intervento degli organi preposti alla sicurezza. Nel seguito è descritto ciascun sottosistema sviluppato e sono riportati i primi risultati sperimentali ottenuti.

Sottosistema di rilevamento degli urti e misura della distanza veicolo-barriera Il sottosistema di rilevamento degli urti esegue una misura di accelerazione acquisendo le uscite in tensione fornite dall’accelerometro triassiale ADXL377 (campo di misura pari a ±200 g). Il microcontrollore Iris elabora il modulo dell’accelerazione e lo confronta con un valore di soglia (fissato a 5 g). Se il modulo dell’accelerazione misurata supera tale valore, viene attivato il sistema di allerta del nodo stesso, composto da due segnalatori a LED, e inviata una segnalazione dell’urto al centro di monitoraggio e ai cinque nodi sensore precedenti la posizione dell’urto per l’accensione dei relativi LED. Il sistema è stato validato durante crash test eseguiti presso il centro prove Aisico Pereto (AQ). Il crash test si è svolto utilizzando due tipologie di veicoli: un’automobile di piccola cilindrata lanciata alla velocità di circa 100 km/h con angolo d’incidenza

Università degli Studi del Sannio, L.E.S.I.M., Benevento [daponte, devito, picariello, rapuano]@unisannio.it

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N. 03ƒ ; 2015 alla barriera di 20° e un automezzo pesante lanciato alla velocità di circa 70 km/h e con angolo di 10°. In Fig. 1 è riportato un fotogramma dell’urto dell’autoveicolo contro la barriera stradale durante un crash test, è da notare l’accensione del sistema di allerta a LED in seguito all’urto.

La misura di distanza veicolo-barriera viene effettuata con un sensore di prossimità a ultrasuoni Parallax PING)))TM (campo di misura [2-300] cm). La distanza è ottenuta misurando il tempo di volo necessario affinché l’onda a ultrasuoni si rifletta sul veicolo e ritorni al sensore posto sulla barriera.

Se tale distanza è inferiore a un valore di soglia (pari a 150 cm per autostrade) viene attivato il sistema di allerta del nodo e inviato un segnale di allarme ai cinque nodi posizionati successivamente rispetto al senso di marcia. Il sottosistema di misura della distanza veicolo-barriera è stato validato sperimentalmente sia con prove statiche sia dinamiche per poterne valutare la stabilità rispetto alla temperatura e la prontezza, in termini di ritardo fra l’evento di avvicinamento e l’istante di attivazione dei LED [3].

Le prove dinamiche hanno previsto il confronto tra il sistema di misura proposto e quello di riferimento, I2CXl-MaxSonar con campo di misura [20-765] cm e incertezza di misura di 1 cm. In Fig. 2 sono riportati i risultati ottenuti confrontando le due misure di distanza, durante il passaggio di un autoveicolo di bassa cilindrata e di lunghezza pari a 4 m.

Le misure sono state eseguite a diverse velocità dell’autoveicolo, comprese tra 0 e 60 km/h. Per valori di distanza inferiori a 200 cm, il sistema proposto restituisce misure che si discostano da quelle di riferimento di circa 4 cm nel caso peggiore. Per distanze superiori a 200 cm le misure si discostano di circa 19 cm nel caso peggiore.

Sottosistema di misura della velocità di un veicolo Il sottosistema di misura della velocità di un veicolo ha il compito di fornire informazioni riguardanti il

Figura 1 – Fotogramma che ritrae l’urto dell’autoveicolo alla barriera stradale durante un crash test

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GLI ALTRI TEMI

Tali prove hanno previsto il confronto delle misure fornite dal sottosistema rispetto ai valori misurati da un sistema di riferimento basato su tecnologia GPS, utilizzato per validare sistemi come l’Autovelox.

In Fig. 3 sono riportati i risultati di tali prove, sia durante la fase di rilascio che in quella d’interruzione dei fasci a infrarosso. La differenza in modulo tra i valori misurati dal sottosistema e quelli di riferimento assume un valore massimo pari a 4 km/h per velocità comprese tra 30 km/h e 130 km/h [3].

Figura 2 – Risultati sperimentali riguardanti il sistema per la misura della distanza veicolo-barriera a diverse velocità del veicolo: [a) 0–10; b) 10–20; c) 20–30; d) 30–40; e) 40–50; f) 50-60] km/h [3]

flusso veicolare e di allertare l’utente della strada dei rischi dovuti all’elevata velocità. Ciò è realizzabile tramite: il conteggio del numero di veicoli che attraversano il tratto stradale d’interesse, la misura della velocità media dei veicoli su tale tratto e la misura della velocità del singolo veicolo. La misura di velocità del singolo veicolo è eseguita utilizzando due emettitori/ricevitori (ER) a infrarossi, posti a distanza di 70 cm l’uno dall’altro sul lato esterno della carreggiata. Sul lato interno, di fronte a ciascun ER, è installato un riflettore,

in modo che le due coppie ER-riflettore costituiscano due barriere a infrarossi. La velocità viene ottenuta misurando il tempo necessario al veicolo per attraversare le due barriere, nota la distanza tra i due ER. Al singolo passaggio del veicolo è possibile misurare due intervalli di tempo, uno legato all’interruzione dei due fasci a infrarosso e l’altro legato al loro ripristino.

Il sottosistema realizzato è stato validato mediante prove sperimentali eseguite presso il Parco Scientifico Tecnologico del Lazio Meridionale.

Figura 3 – Risultati sperimentali riguardanti il sistema per la misura della velocità [3]

Sottosistema di monitoraggio delle concentrazioni di gas inquinanti L’obiettivo di questo sottosistema è di fornire le concentrazioni dei gas inquinanti e di trasmetterle al centro servizi che le memorizza e le mostra all’utente supervisore. Qualora i limiti superino quelli consentiti dalle norme vigenti, il supervisore attua le opportune procedure per il ripristino delle condizioni di normalità (chiusura del tratto stradale, limitazioni sulla circolazione dei veicoli, ecc.). Il microcontrollore Iris acquisisce le concentrazioni dei gas inquinanti, misurate utilizzando sensori elettrochimici, e le trasmette al nodo gateway [4].

I sensori elettrochimici utilizzati, prodotti dall’azienda Alphasense, sono: il CO-AX, che consente di misurare monossido di carbonio all’interno del campo di misura [0, 100] ppm, NO2-A1, che consente di misurare biossido di azoto all’interno del campo di misura [0, 2] ppm e SO2-AF, che consente di misurare biossido di zolfo all’interno del campo di misura [0, 2] ppm.

Sottosistema di monitoraggio delle condizioni del manto stradale Il sottosistema proposto si pone l’obiettivo di fornire informazioni riguardo alle condizioni del manto stradale.

Queste informazioni sono utilizzate per mostrare su pannelli a messaggio variabile avvisi ai conducenti riguardanti l’eventuale pericolo su strada. Il

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N. 03ƒ ; 2015 sottosistema si basa sulla misura dell’intensità di luce infrarossa riflessa dal manto stradale. Una sorgente luminosa a LED è modulata a una frequenza di 1 kHz, in modo tale da essere il più possibile distinguibile da un’eventuale sorgente a infrarosso presente nell’ambiente. L’intensità di luce riflessa dal manto stradale è misurata dal foto-rilevatore Hamamatsu S1223, che fornisce una corrente proporzionale all’intensità di luce riflessa. Tale corrente è convertita in tensione e filtrata mediante un filtro passabanda con frequenza centrale pari a 1 kHz. Il segnale ottenuto è demodulato utilizzando un rilevatore d’inviluppo e acquisito dal microcontrollore integrato nel nodo sensore. Confrontando i valori d’intensità con valori di soglia determinati sperimentalmente è possibile discriminare condizioni di bagnato, asciutto o ghiacciato [5].

Sottosistema d’indicazione della visibilità L’obiettivo di tale sottosistema è di fornire un’indicazione delle condizioni di visibilità sul tratto stradale d’interesse, in modo da avvertire gli utenti della strada affinché possano eseguire le opportune procedure di prevenzione in presenza di scarsa visibilità causata da nebbia. Tali avvisi sono visualizzati mediante l’utilizzo di pannelli a messaggio variabile.

Il microcontrollore acquisisce, mediante interfaccia I2C, i valori di temperatura ambiente e umidità misurati dal sensore SHT25 della Sensirion. Tali misure sono elaborate per determinare il valore del punto di rugiada, considerando una pressione atmosferica di 101,3 kPa. In seguito, il microcontrollore esegue una misura con il sensore di particolato SHARP GP2Y1010AU0F basato su forward scattering. Tale sensore fornisce la concentrazione in mg/m3 delle particelle presenti nell’aria [5].

Una prima validazione sperimentale del sottosistema d’indicazione della visibilità è stata eseguita confrontando le concentrazioni di particelle di vapore acqueo con la visibilità riscontrata sul posto in funzione della distanza. I primi esperimenti hanno evidenziato la possibilità di rilevare la presenza di nebbia in base alla concentrazione di particelle di vapore acqueo presenti nell’aria [5], come mostrato in Fig. 4. In presenza di nebbia la temperatura fornita dal sensore differiva meno di 2,5 °C dal punto di rugiada.

SVILUPPI FUTURI: BARRIERA ATTIVA 2.0

In questo articolo è stata brevemente presentata l’attività di ricerca svolta dal gruppo L.E.S.I.M. dell’Università degli Studi del Sannio nell’ambito del progetto denominato “Barriera Attiva”. Il gruppo L.E.S.I.M. sta lavorando alla definizione di un nuovo sistema

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GLI ALTRI TEMI

Luca De Vito è Ricercatore di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Ingegneria. Svolge il suo lavoro di ricerca nell’ambito delle misure sui sistemi di telecomunicazione e dei convertitori A/D e D/A.

Figura 4 – Risultati sperimentali riguardanti il sistema per il monitoraggio della visibilità stradale in caso di scarsa visibilità [5]

“Barriera Attiva 2.0”, che avrà nuove IMEKO TC4 Symposium on Measurefunzionalità, tra le quali un sottosiste- ments of Electrical Quantities, 15-17 ma basato su tecnologia radar per sett. 2014, Benevento. rilevare gli urti veicolo-veicolo e un sottosistema per rilevare eventi legati a incendi lungo il tratto stradale.

Pasquale Daponte è RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

[1] Comunicato stampa Unione Europea, Bruxelles, 19 marzo 2013, http://europa.eu/rapid/pressrelease_IP-13-236_it.htm.

[2] P. Daponte, L. De Vito, M. Pappone, M. Riccio, L. Viglione, “Una barriera attiva per il monitoraggio di parametri ambientali e di sicurezza stradale”, Tutto_Misure, No. 2/2013, pp. 105-106.

[3] P. Daponte, L. De Vito, F. Picariello, S. Rapuano, I. Tudosa, “Prototype design and experimental evaluation of wireless measurement nodes for road safety”, “Measurement”, vol.

57, pp. 1-14, Nov. 2014.

[4] L. De Vito, V. Cocca, M. Riccio, I. Tudosa, “Wireless Active Guardrail System for Environmental Measurements”, Proc. of IEEE Workshop on Environmental, Energy, and Structural Monitoring System (EESMS-2012), pp. 50-57, 28 sett. 2012, Perugia, Italia.

[5] P. Daponte, L. De Vito, F. Picariello, S. Rapuano, I. Tudosa, “Design and prototyping of wireless sensor nodes for non-contact road-level climate monitoring”, Atti del 20th

Professore Ordinario di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi del Sannio. I suoi principali interessi di ricerca sono rivolti all’utilizzo di reti di sensori wireless per applicazioni industriali e biomedicali.

Francesco Picariello è studente di Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell’Informazione presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi del Sannio. I suoi principali interessi di ricerca sono nel campo della progettazione di sistemi embedded, la progettazione e la realizzazione di reti di sensori wireless e di sistemi di misura automatici.

Sergio Rapuano è Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi del Sannio. I suoi principali interessi di ricerca sono nel campo dei sistemi di misura distribuiti, dell’elaborazione numerica dei segnali, della caratterizzazione metrologica dei convertitori analogico-numerici e numerico-analogici e delle misure biomediche.

NASCE LA MANIFESTAZIONE ITALIANA DELLA ROBOTICA www.affidabilita.eu Il primo evento espositivo italiano dedicato alla robotica industriale La decima edizione di A&T (Torino, 20-21 aprile 2015) si amplierà ulteriormente ospitando ROBOTIC WORLD, la principale vetrina italiana per il mondo della robotica, grazie alla qualità della sua offerta espositiva e contenutistica.

Un’imperdibile opportunità per il mondo produttivo, ricca d’informazioni e testimonianze di estrema attualità e interesse, con il fattivo coinvolgimento dei principali costruttori di robot (COMAU, KUKA, TIESSE ROBOT-KAWASAKI, SALDOBRAZ, ecc.), Enti di ricerca, integratori di sistemi e industrie utilizzatrici.

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LA PAGINA DI ACCREDIA

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Rubrica a cura di Rosalba Mugno 1, Silvia Tramontin 2 e Francesca Nizzero

3

La pagina di Accredia Notizie dall’Ente di accreditamento THE PAGE OF ACCREDIA ACCREDIA, The Italian National Accreditation Body, plays an active role in “TUTTO_MISURE”, as a permanent strategic partner, ensuring a high added-value contribution to the quality of the Magazine, in the context of the measurement and testing sector, for the benefit of the industry.

RIASSUNTO ACCREDIA, L’Ente unico di Accreditamento Nazionale, gioca un ruolo attivo nella squadra di “TUTTO_MISURE”, garantendo valore aggiunto a livello contenutistico per quanto riguarda l’ambito delle misure e delle prove.

GIUSEPPE ROSSI, NUOVO PRESIDENTE DI ACCREDIA Il 21 maggio scorso, il Consiglio Direttivo di ACCREDIA ha eletto nuovo Presidente dell’Ente l’Ing. Giuseppe Rossi, che è subentrato al Cav. Federico Grazioli, giunto alla conclusione del suo secondo mandato.

Giuseppe Rossi, 68 anni, è attualmente Consigliere di Amministrazione di Corepla, dopo aver ricoperto anche il ruolo di Presidente del Consorzio nazionale che si occupa di raccolta, recupero e riciclo degli imballaggi in plastica.

Inoltre, fino al 2014, è stato membro del Consiglio di Amministrazione del Conai, il consorzio nazionale imballaggi. Laureato a Pisa in Ingegneria chimica, ha svolto la sua carriera professionale nel Gruppo Montedison, gestendo diverse società, in Italia e

all’estero, fino ad arrivare alla Presidenza di Basell Poliolefine Italia, società del Gruppo Basell, joint venture tra le due multinazionali della chimica Shell e Basf. In questo ambito ha anche ricoperto il ruolo di Presidente dell’Associazione italiana dei produttori di materie plastiche (Plastics Europe Italia).

Il Consiglio Direttivo di ACCREDIA ha anche nominato i tre nuovi Vice Presidenti: Dott. Vito Fernicola, Responsabile della divisione dedicata a Innovazione e Servizi alle imprese di I.N.Ri.M.; Dott. Massimo Guasconi, Presidente della Camera di Commercio di Siena, e Dott. Bruno Panieri, confermato nella carica di Vice Presidente dell’Ente e Direttore del Dipartimento Politiche Economiche di Confartigianato.

“Stiamo pian piano uscendo da una profonda crisi economica, che nel settore delle certificazioni di prodotti e servizi fortunatamente è stata di portata inferiore rispetto ad altri settori” ha dichiarato il Presidente Giuseppe Rossi. “Sono quindi onorato di presiedere un Ente che ha il compito di adoperarsi, come ultimo anello della catena delle valutazioni di conformità, affinché i prodotti, i servizi e le persone in possesso di certificazioni accre-

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ditate offrano al consumatore e alle imprese interessate un elevato livello di qualità, anche sotto il profilo ambientale, sanitario e di sicurezza in generale.

I risultati positivi fin qui conseguiti dall’Ente italiano di accreditamento potranno confermarsi e, mi auguro, crescere ulteriormente con l’aiuto di tutte le componenti del sistema, dalla Pubblica Amministrazione alle rappresentanze d’impresa, dal mondo della consulenza agli Ordini professionali, fino alle Associazioni dei consumatori e dei soggetti accreditati. A questo complesso di Enti e organizzazioni mi rivolgo per chiedere che si continui a collaborare per consolidare i prestigiosi risultati raggiunti da ACCREDIA nei primi sei anni di vita“.

COMITATI SETTORIALI DI ACCREDITAMENTO

Il Consiglio Direttivo di ACCREDIA del 7 luglio scorso ha completato il rinnovo delle cariche dell’Ente, con la nomina dei componenti del Comitato e dei Comitati Settoriali di Accreditamento. Per il CSA DT (Comitato Settoriale di Accreditamento dei Laboratori di Taratura) è stato confermato il Presidente Prof. Ing. Renzo Marchesi, e sono stati nominati un nuovo membro, l’Ing. Mauro Di Ciommo, e un nuovo esperto, l’Ing. Roberto Buccianti. Nuovo Presidente per il

1

Direttore Dipartimento Laboratori di Taratura, Accredia r.mugno@accredia.it 2 Direttore Dipartimento Laboratori di Prova, Accredia s.tramontin@accredia.it 3 Relazioni Esterne, Accredia Roma f.nizzero@accredia.it

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CSA DL (Comitato Settoriale di Accreditamento dei Laboratori di Prova), nella persona della Dott.ssa Mariadonata Bellentani, mentre tutti gli altri membri sono stati confermati.

WORLD ACCREDITATION DAY 2015

Il 9 giugno scorso, ACCREDIA ha partecipato al World Accreditation Day, l’iniziativa nata dalla collaborazione di IAF (International Accreditation Forum) e ILAC (International Laboratory Accreditation Cooperation) per valorizzare e diffondere a livello globale la conoscenza delle attività di valutazione della conformità.

Il messaggio del World Accreditation Day 2015 è stato focalizzato sul valore dell’accreditamento come strumento per garantire la qualità e la sicurezza dei servizi di assistenza sociale

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LA PAGINA DI ACCREDIA

e sanitaria. Nel settore socio-sanitario, i principali strumenti offerti dal sistema di valutazione della conformità sono: • Certificazione dei sistemi di gestione per la qualità secondo la norma UNI EN ISO 9001 – che garantisce l’impegno dell’azienda a soddisfare con continuità le esigenze dei clienti e a migliorare il proprio servizio – e per la sicurezza delle informazioni in base allo standard UNI CEI ISO/IEC 27001 – che assicura la protezione delle informazioni e dei dati sensibili dei pazienti per mezzo di opportuni controlli, di tipo logico, fisico e organizzativo, dei relativi supporti cartacei e informatici.

• Certificazione dei sistemi di gestione per la qualità nel settore dei dispositivi medici in conformità alla norma UNI EN ISO 13485, con cui l’azienda può dimostrare la propria capacità nella fornitura di dispositivi

medici e dei relativi servizi.

• Accreditamento dei Laboratori medici ai sensi delle norme UNI EN ISO 15195 e UNI CEI EN ISO/IEC 17025, specifico per i Laboratori che elaborano e applicano procedure di misura di riferimento e devono fornire risultati con un’adeguata incertezza associata.

• Accreditamento dei Laboratori di analisi mediche in conformità alla norma UNI EN ISO 15189, con cui i Laboratori possono dimostrare la propria competenza tecnica nell’esecuzione di esami con fini diagnostici in settori come chimica clinica, ematologia, immunologia, microbiologia, virologia, ecc.

In occasione del World Accreditation Day, ACCREDIA ha organizzato un seminario riservato ai professionisti delle tre principali Associazioni dei professionisti che operano nei Laboratori sanitari – AMCLI, SIBioc e SIPMel

N. 03ƒ ;2015 BORSA DI STUDIO IN MEMORIA DI PAOLO BIANCO

In collaborazione con il Politecnico di Torino, ACCREDIA ha promosso due premi di laurea in memoria del Dott.

Paolo Bianco, prematuramente scomparso il 4 ottobre 2014, che è stato Direttore del Dipartimento Laboratori di prova e Laboratory Committee Chair di EA, distinguendosi per l’attività svolta a livello nazionale e internazionale e per il fondamentale contributo alla nascita dell’Ente unico.

Il concorso, il cui bando è stato pubblicato dal Politecnico di Torino, è riservato a studenti dello stesso Ateneo che abbiano conseguito la laurea di II livello nel periodo compreso tra Gennaio 2015 e Dicembre 2015.

I premi di laurea, dell’importo di 2.300 € ciascuno, saranno assegnati a coloro che presenteranno il miglior lavoro di tesi negli ambiti specificamente legati all’accreditamento, con particolare attinenza alle seguenti tematiche: • certificazione e ispezione;

• accreditamento dei Laboratori di prova, anche per la sicurezza alimentare; • sviluppo e procedure in uso nei Laboratori di taratura; • valutazione della conformità dei prodotti, dei processi e dei sistemi; • standard di riferimento per le attività di accreditamento.

Le domande di partecipazione dovranno essere presentate entro il 15 Gennaio 2016, secondo le modalità fissate dall’Ateneo e pubblicate nella sezione “Bandi, Borse e Premi” del sito del Politecnico di Torino al link https://didattica.polito.it/tasse_ borse_e_premi.

NORMATIVA LABORATORI MEDICI

Il 1° Novembre 2012, ISO ha pubblicato la 3a revisione della norma ISO 15189 “Medical Laboratories – Requirements for quality and competence“, che è stata recepita da UNI, in lingua inglese, come norma italiana UNI EN ISO 15189:2013 (edizione Marzo 2013 con le correzioni del 9 Ottobre 2014).

A livello internazionale, per permettere ai Laboratori medici di aggiornarsi ai nuovi requisiti della ISO 15189:2012, durante la 16a Assemblea Generale del 26 ottobre 2012, ILAC ha stabilito un periodo transitorio con scadenza 1° Marzo 2016. A partire da tale data, quindi, l’accreditamento secondo la ISO 15189:2007 non sarà più riconosciuto e tutti i certificati di accreditamento rilasciati a seguito della valutazione di conformità alla norma ISO 15189 dovranno fare riferimento all’edizione del 2012 della norma internazionale.

Per quanto riguarda la transizione dalla norma italiana UNI EN ISO 15189:2007 alla nuova edizione UNI EN ISO 15189:2013, dal 1° Novembre 2015 ACCREDIA non accetterà più domande di primo accreditamento con riferimento all’edizione 2007 dello standard e le verifiche saranno svolte solo in conformità alla nuova norma UNI EN ISO 15189:2013. Dal 1° Marzo 2016, infine, ACCREDIA non emetterà più

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– con l’obiettivo d’illustrare le procedure di accreditamento dei Laboratori di analisi mediche secondo la norma UNI EN ISO 15189:2013 e in base ai Regolamenti ACCREDIA. Per il secondo anno, inoltre, l’Ente ha collaborato con l’Università di Padova all’organizzazione del corso di alta formazione per l’Apprendimento Permanente “Accreditamento ISO 15189 dei Laboratori Medici“, svoltosi tra maggio e giugno 2015 con la collaborazione di AICQ Triveneta e con il patrocinio dell’Ordine Nazionale dei Biologi, dell’Ordine Nazionale dei Medici, di SIPMeL, del Consiglio Nazionale dei Chimici, dell’Associazione microbiologi clinici italiani e di FISMELAB. È obiettivo di ACCREDIA, infatti, valorizzare le competenze esistenti nel settore dei Laboratori medici – affinché possano dimostrare la propria conformità ai più elevati standard internazionali applicabili – anche attraverso adeguate iniziative di promozione dello strumento dell’accreditamento.

LA PAGINA DI ACCREDIA

certificati in conformità alla norma UNI EN ISO 15189:2007.

NORMATIVA MATERIALI DI RIFERIMENTO

Il 7/8/9 Luglio 2015 si è svolto a Ginevra il secondo incontro del REMCO/CASCO Joint Working Group 43, incaricato di revisionare la ISO Guide 34 nell’ottica di trasformarla in norma ISO 17034, di cui fa parte un Funzionario tecnico di ACCREDIA come rappresentante dell’UNI. Obiettivo della riunione era valutare i commenti ricevuti dalle parti interessate rispetto alla pubblicazione del documento ISO/CD 17034 e produrre il documento ISO/DIS 17034.

Dato il significativo numero di commenti ricevuti, per rendere più efficiente la riunione, la Segreteria ha effettuato una prima valutazione degli stessi, stabilendo a priori che cosa accettare e che cosa rifiutare, lasciando ai membri del JWG43 la possibilità di discutere sui commenti dubbi o di segnalare eventuali commenti esclusi da riconsiderare.

I commenti sottoposti dall’UNI sono stati accettati, in fase di analisi preliminare da parte della Segreteria, a eccezione di due commenti inerenti la richiesta d’inserire requisiti specifici a garanzia della riferibilità metrologica dei materiali di riferimento certificati (CRM). Il rappresentante dell’UNI ha chiesto che tali commenti fossero ridiscussi nella riunione di Luglio, ma in tale sede sono stati nuovamente respinti.

Al termine della riunione non è stato prodotto il documento ISO/DIS 17034 in versione finale poiché si sono a lungo discussi i temi relativi alla riferibilità metrologica, alla caratterizzazione e all’assegnazione dei valori delle proprietà e delle relative incertezze.

Il documento ISO/DIS 17034 dovrebbe essere trasmesso dalla Segreteria ai membri del JWG43 alla fine del mese di luglio e nel mese di Settembre dovrebbe essere pubblicato per il voto.

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LA PAGINA DI IMEKO

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

IMEKO TC-10 e il workshop sulle tecniche diagnostiche AN INTRODUCTION TO IMEKO IMEKO, International Measurement Confederation, is among the permanent collaborations to the Journal starting from the beginning of 2014. This section contains information about the Association, publications, events and news of interest to our readers.

RIASSUNTO IMEKO, International Measurement Confederation, è tra i collaboratori stabili della Rivista a partire dall’inizio del 2014. Questa rubrica contiene informazioni sull’Associazione, pubblicazioni, eventi e notizie di utilità per i nostri lettori.

La Diagnostica tecnica rappresenta un settore dell’Ingegneria che ha subito, negli anni, notevoli sviluppi di approccio metodologico a seguito dell’evoluzione tecnologica che ha caratterizzato, e sta caratterizzando, il settore stesso. Da un concetto di diagnostica essenzialmente legato al monitoraggio dello stato di funzionamento di un dispositivo o di un sistema ai fini meramente manutentivi, le tecniche di diagnosi rivestono oggi un ruolo cardine anche in altri ambiti: i controlli non distruttivi, il controllo qualità di prodotto e di processo, la prognostica, il monitoraggio d’impianti industriali, il condition monitoring, solo per citarne alcuni.

Particolare interesse riveste il ruolo della diagnostica tecnica per sistemi safety critical e per la determinazione dei requisiti RAMS (Reliability, Availability, Maintainability and Safety) di sistemi complessi e impianti. La disponibilità (Availability), intesa come l’attitudine di un dispositivo (componente, sistema, impianto) a mantenere nel tempo le prestazioni e a fornire le proprie funzioni quando richieste, è condizionata dalla possibilità di monitorare lo stato del sistema e dell’impianto.

In questo variegato scenario è evidente quindi lo sviluppo di metodologie diversificate e il coinvolgimento di molteplici settori della ricerca scientifica: dal settore industriale (meccanico, dei trasporti, automotive, ecc.) al con-

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testo dell’informazione e ICT, al settore biomedicale, all’ambiente, all’Ingegneria delle infrastrutture.

In tal senso, il Technical Committee TC 10 – Technical diagnostics di IMEKO (attuale Chair, prof. Marcantonio Catelani, Università di Firenze) vuole rappresentare un punto di riferimento e di aggregazione internazionale, un forum e un’occasione di scambio di conoscenze e d’idee tra Ricercatori di diversi Paesi coinvolti in studi e attività relative alla “diagnostica tecnica”, nei diversi contesti applicativi e industriali sopra richiamati. Il Workshop, organizzato annualmente dal TC-10 dell’IMEKO, rappresenta quindi un’importante occasione d’incontro per condividere conoscenze e attività di ricerca relative a metodi, principi, strumenti, riferimenti normativi e applicazioni industriali nell’ambito delle varie articolazioni e della moderna accezione della diagnostica tecnica.

I temi di pertinenza di IMEKO TC 10, e che trovano spazio nel Workshop, riguardano: (i) basic principles and development trends in technical diagnostics, (ii) condition monitoring and maintenance of industrial processes, plants and complex systems, (iii) innovative sensors, data acquisition systems and signal processing, (iv) technical diagnostics and prognostics, (v) non-destructive testing, (vi) safety critical systems, (vii) diagnostics for

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Maintainability, Safety, Risk assessment and management, (viii) artificial intelligence techniques and machine learning for diagnostics, (ix) diagnostics applications in transportation, mechatronics, avionics, automotive, biomedicine and IT, (x) decision support and IT solutions for diagnosis, (xi) diagnostics for the improvement of quality of life and environment, (xii) industrial standards, (xiii) industrial applications of monitoring and supervision systems.

L’edizione 2014 del Workshop (13th IMEKO TC-10 Workshop) ha trattato il tema generale relativo ad Advanced measurement tools in technical diagnostics for systems’ reliability and safety e si è svolto a Varsavia nel periodo 26-27 giugno 2014. Nel corso dell’evento sono stati presentati 26 lavori orali e 11 poster, con ampio coinvolgimento geografico (Polonia, Italia, Spagna, Svezia, Lituania, Repubblica Ceca, Portogallo, Germania, Francia, Ungheria, Ucraina) a dimostrazione dell’interesse per i temi trattati nell’ambito del TC. Quest’anno l’evento rientra nell’organizzazione e programma del XXI IMEKO World Congress, che si tiene a Praga dal 30 Agosto al 4 Settembre, mentre la 14a edizione si terrà a Milano, presso i locali del Politecnico, in data 27-28 Giugno 2016, e avrà come tema principale New Perspectives in Measurements, Tools and Techniques for systems’ reliability, maintainability and safety, estensione della 13a edizione.

USCITO IL SECONDO NUMERO DI ACTA IMEKO DEL 2015

All’indirizzo: http:// acta.imeko.org/ index.php/actaimeko/issue/view/ 11/showToc potete trovare il secondo numero della rivista open-access ACTA IMEKO del 2015.

CAMPI E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA

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LA COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA Carlo Carobbi

Accreditamento dei Laboratori di prova operanti nel settore EMC Interpretazione Lista di Riscontro Accredia nel Settore Prove EMC - Metodi di prova

ACCREDITATION OF TEST LABORATORIES OPERATING IN THE EMC FIELD The subject of this article of the column on “Fields and Electromagnetic Compatibility” is to suggest an interpretation of the requirements set in the checklist of the national accreditation body Accredia, when used for the assessment of the electromagnetic compatibility test Laboratories. What is here reported is the result of the knowledge and experience of the author, and does not, nor is intended to represent, the official position of the national accreditation body Accredia. This article deals with the requirements applicable to the testing methods (the previous one dealt with the personnel).

RIASSUNTO Lo scopo di quest’articolo della rubrica “Campi e Compatibilità Elettromagnetica” è suggerire un’interpretazione delle verifiche previste dalla lista di riscontro (checklist) Accredia quando applicata ai Laboratori di prova che operano nel settore della Compatibilità Elettromagnetica. Quanto qui riportato è una sintesi della conoscenza e dell’esperienza dello scrivente e non rappresenta, né intende rappresentare, la posizione ufficiale dell’Ente nazionale di accreditamento Accredia. Questo secondo articolo tratta dei requisiti applicabili ai metodi di prova (il precedente articolo riguardava il personale).

METODI DI PROVA

RT-08, p.to 5.4.1: “Il metodo di prova è a disposizione dell’operatore nel luogo della prova ed è redatto in una lingua conosciuta dall’operatore?”.

Per quanto possa apparire evidente, occorre verificare che l’operatore abbia a disposizione il metodo di prova, in forma cartacea oppure elettronica.

Il metodo di prova dev’essere aggiornato e dell’edizione corrispondente a quella indicata nello scopo dell’accreditamento. Nello scopo dell’accreditamento il Laboratorio può avere anche norme non aggiornate. Ciò capita spesso con le norme di base di Compatibilità Elettromagnetica (EMC) perché “puntate”, attraverso un riferimento datato, dalle norme di prodotto. I comitati di prodotto non hanno infatti alcun obbligo a inserire fra i riferimenti normativi l’ultima edizione della norma di base.

In verifica chiedo sistematicamente

un cliente estero o a un cliente italiano che esporta all’estero.

RT-08, p.to 5.4.2: “Il Laboratorio ha verificato la presenza, nel metodo in utilizzo, di tutti i requisiti ACCREDIA per i metodi di prova? Ha provveduto alle eventuali integrazioni emettendo una procedura di prova? La procedura di prova contiene almeno tutti gli elementi indicati nella nota al punto 5.4.4 della UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005, se non già presenti nel metodo (RT08 punto 5.4.3)?”.

I metodi di prova adoperati dai Laboratori di prova nel settore EMC sono pubblicati come norme internazionali (IEC, CISPR, ISO, EN, ETSI, FCC, IEEE/ANSI …). Non mi è mai capitato d’imbattermi in un Laboratorio EMC che esegua una prova a fronte di un metodo interno, ad esempio perché impiega apparecchiature di misura o ambienti di prova non conformi ai requisiti del metodo normalizzato.

Se così fosse, il metodo impiegato dal Laboratorio dovrebbe essere validato, dimostrando che produce risultati con lo stesso grado di attendibilità di quelli prodotti dal metodo normalizzato.

Fornire questa evidenza, quandanche possibile, sarebbe un compito arduo, che va oltre le necessità e l’interesse dei Laboratori stessi. E in ogni caso, per esser chiari con un esempio, io non accetterei un metodo interno che prevede l’impiego di una camera semi-anecoica per le prove di emissione radiata che non soddisfa il criterio dell’attenuazione normalizzata del sito (NSA).

Sebbene non si affidino a metodi di prova interni, i Laboratori di prova

all’operatore di consultare il metodo di prova. Lo scopo non è solo quello di verificare se l’operatore ha a disposizione la norma, quanto piuttosto se la conosce. Faccio allora qualche domanda all’operatore circa l’allestimento di prova, il livello di prova o il limite applicabile, la necessità di verifiche preliminari l’esecuzione della prova, l’impostazione della strumentazione di prova e quant’altro applicabile allo specifico metodo di prova.

Non è certamente necessario che l’operatore conosca la norma a memoria, ma certamente dev’essere in grado di orientarsi nel metodo di prova e fornire rapidamente una risposta. La conoscenza della lingua inglese a un livello sufficiente alla piena comprensione della norma è necessaria, non solo perché molti dei metodi di prova in uso non sono tradotti in italiano, ma soprattutto perché il rap- Università di Firenze, porto di prova, il prodotto del Labo- Dip. Ingegneria dell’Informazione ratorio, è il più delle volte destinato a carlo.carobbi@gmail.com

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EMC hanno comunque procedure tecniche che affiancano il metodo normalizzato e che contengono dettagli operativi: l’elenco delle apparecchiature impiegate, la descrizione delle catene di misura, la descrizione delle verifiche che precedono l’esecuzione della prova, i passi da seguire per l’impostazione delle apparecchiature di misura, i dettagli circa l’allestimento di prova e l’esecuzione delle misure, l’interpretazione dei risultati della prova, il calcolo dell’incertezza di misura (quando applicabile). Certamente occorre verificare che le procedure tecniche redatte dal Laboratorio forniscano indicazioni coerenti (non in contrasto) col metodo di prova normalizzato.

I successivi punti della checklist, quelli cioè relativi a Laboratori addetti al controllo ufficiale, oppure che impiegano metodi non normalizzati o svi-

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CAMPI E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA

luppati dal Laboratorio stesso e che quindi richiedono validazione, in pratica non si applicano mai ai Laboratori EMC. RT-08, p.to 5.4.1: “Tra le procedure tecniche, sono comprese quelle relative all’utilizzo e al funzionamento delle apparecchiature, alla manipolazione e preparazione dei materiali da sottoporre a prova e sulle tecniche di prova?”.

Questo punto è stato discusso sopra, si fa qui riferimento esplicito alle procedure tecniche che affiancano il metodo di prova e contenenti i dettagli operativi.

RT-08, p.ti 5.4.2, 5.4.3, 5.4.4: “Se il metodo di prova indica ripetibilità ed esattezza il Laboratorio ha verificato la capacità di eseguire il metodo con una ripetibilità ed esattezza compatibili con quelle riportate? Ove non fossero riportate o nel caso di metodi svi-

luppati dal Laboratorio le ha determinate e ha dimostrato di verificarle nel tempo? Si rammenta che ciò vale sia per i metodi normalizzati che non normalizzati”.

I metodi di prova EMC, con rare eccezioni (es. la misura delle emissioni armoniche, norma IEC 61000-3-2), non indicano valori per la ripetibilità e l’esattezza (che io intendo essere quella che il Vocabolario Internazionale di Metrologia chiama “giustezza”). Tuttavia il Laboratorio è tenuto a valutare la ripetibilità e l’esattezza con cui è in grado di eseguire la prova (RT-08, p.to 5.4.2). Il Laboratorio ottiene l’esattezza attraverso la valutazione di categoria B dell’incertezza di misura, quella associata cioè agli effetti sistematici. La ripetibilità si ottiene invece attraverso la valutazione di categoria A, quella associata agli effetti casuali.

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senso invece fare una sola misura al mese, ad esempio in coincidenza di una verifica preliminare all’esecuzione della prova. Le misure per la verifica del mantenimento della qualifica del personale possono essere fatte coincidere con quelle usate per la valutazione della ripetibilità. I risultati di misura prodotti da due operatori qualificati possono essere utilmente impiegati per includere nella valutazione della ripetibilità anche l’effetto delle diverse abitudini dei due operatori.

Le condizioni in cui viene valutata la ripetibilità (allestimenti di prova, impostazioni degli strumenti di misura, operatori che hanno eseguito la misura) devono essere registrate. Si registrano poi i risultati di misura ottenuti nelle diverse occasioni (ripeto, una volta al mese, una singola misura) e se ne calcola la media xm e lo scarto tipo s. La costanza dei valori misurati nel tempo (rispetto a media e scarto) dimostra che il sistema di misura è sotto controllo.

RT-08, p.to 5.4.2: “La differenza dei valori risultanti dall’esecuzione di una prova “in doppio” rientra nel limite di ripetibilità o calcolato dal Laboratorio o riportato dal metodo? Riportare i valori e il giudizio nelle tabelle in ultima pagina (nota: r è il limite di ripetibilità)”.

Eccoci alla prova in doppio. L’ispettore tecnico chiede, durante la verifica delle prove campionate al livello 1 oppure al livello 3, di eseguire due volte la prova ottenendo quindi due risultati di misura x1 e x2.

Occorre verificare che lo scarto assoluto |x1 – x2| è inferiore al limite di ripetibilità r = tp(v)⋅√2⋅s dove tp(v) è il quantile della distribuzione t di Student, per il livello di probabilità p e per il numero di gradi di libertà v corrispondente al numero di misure n con cui il Laboratorio ha valutato la propria ripetibilità s, quindi v = n – 1. Dato che il documento SINAL DT-0002/6, rev. 0, richiede p = 0,975 si ha che tp(v) ≈ 1,96⋅[(n – 1)/(n – 3)]1/2.

Allora r = √2⋅1,96⋅[(n – 1)/(n – 3)]1/2⋅s, ossia r = √2⋅1,96⋅u dove u = [(n – 1)/(n – 3)]1/2⋅s.

La prova in doppio dev’essere eseguita nelle stesse condizioni in cui il Laboratorio ha valutato la ripetibilità,

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La valutazione della ripetibilità di una prova EMC richiede qualche considerazione. Si tratta di fare misurazioni ripetute della grandezza generata da una sorgente stabile nel caso delle prove di emissione, e della grandezza di stimolo nel caso delle prove d’immunità. Per le misure di emissione radiata e di tensione di disturbo si misurano il campo elettromagnetico e la tensione generate da un generatore di pettine, oppure le correnti armoniche generate da una lampada elettronica (che quindi diventa un campione di misura). Per le prove d’immunità radiata si misura il campo elettromagnetico radiato in un punto della superficie a campo uniforme, oppure la corrente indotta a radiofrequenza (metodo della “bulk current injection”) nel jig impiegato per impostare il livello di prova.

Per le prove d’immunità agli impulsi si determina la ripetibilità con cui i generatori di surge, EFT/B, ESD (o altri tipi d’impulsi, ad esempio quelli utilizzati per prove d’immunità nel settore automobilistico) generano gli impulsi, in termini di picco, tempo di salita e durata.

Il Laboratorio non è detto che abbia la strumentazione di misura adeguata per la valutazione della ripetibilità dei generatori d’impulsi (solitamente nel caso della scarica elettrostatica, mentre in genere può valutare la ripetibilità di surge e EFT/B). Il Laboratorio deve allora chiedere quest’informazione al Laboratorio che tara il generatore d’impulsi.

La valutazione della ripetibilità dev’essere eseguita ripetendo le misure in modo da cogliere le possibili variazioni indotte dalle differenti condizioni ambientali in cui si svolge la prova durante l’anno, dalle derive a breve termine (in giornata, rispetto al momento in cui le apparecchiature di misura sono state accese), dal riallestimento del setup di prova (connessione/sconnessione cavi, distanze e posizioni reciproche emettitore-antenna, disposizione del materiale assorbente ...).

Registrare una sequenza di valori misurati, uno dietro l’altro, in un breve intervallo di tempo è poco significativo. Ha

CAMPI E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA

condizioni che devono essere state precedentemente registrate dal Laboratorio. In particolare per le prove di emissione la prova in doppio non dev’essere eseguita su un EUT qualsiasi, che il giorno della verifica si trovi a transitare dal Laboratorio. Infatti se il risultato di una prova di emissione radiata eseguita in doppio fosse negativo, a chi andrebbe attribuita la causa del fallimento? Al fatto che il Laboratorio non tiene sotto controllo il processo di misura o al fatto che l’EUT è più instabile del generatore di pettine con cui il Laboratorio ha valutato la propria ripetibilità?

Per le prove d’immunità agli impulsi, nei casi (es. ESD) in cui non sia il Laboratorio ad aver valutato la ripetibilità ma il Laboratorio di taratura che ha tarato il generatore d’impulsi, la prova in doppio non può essere richiesta al Laboratorio.

Il contributo u associato alla non-ripetibilità dev’essere inserito nel bilancio d’incertezza della prova (u è l’incertezza tipo di ripetibilità ottenuta dalla valutazione di categoria A, si vedano IEC/TR 61000-1-6 e anche ANSI C63.23). Si noti che le prove EMC si basano sempre sul risultato di una singola misura. Quindi nel bilancio d’incertezza va inserito u e non u/√n. Si osserva infine che per valutare u occorrono almeno quattro misure.

RT-08, p.to 5.4.2: “In caso di analisi di tracce riportare il giudizio sul recupero”.

Non applicabile al settore EMC. RT-08, p.to 5.4.2: “È stata calcolata/stimata l’incertezza da associare al risultato? Qual è il metodo utilizzato (metrologico, olistico, Horwitz, ecc.)? Verificare che lo sia a livelli significativi per il cliente (es. limite di legge o di specifica ove applicabile)”.

Non possiamo certo qui approfondire il problema di come si valuta l’incertezza di misura associata a una prova EMC. Si segnalano qui alcuni fra i più importanti documenti di riferimento per il calcolo dell’incertezza delle prove EMC: IEC/TR 61000-1-6, ANSI C63.23, CISPR 16-4-1, CISPR 16-4-2, allegati sull’incertezza di misura delle norme IEC 61000-4-3 e IEC 61000-4-6.

Gli allegati sull’incertezza di misu-

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ra delle norme di base IEC 61000-4-2, IEC 61000-4-4, IEC 61000-4-5 forniscono indicazioni sull’incertezza di taratura dei rispettivi generatori d’impulso. Sono in preparazione analoghi allegati per le norme di base IEC 61000-4-9, IEC 61000-4-10, IEC 61000-4-12 e IEC 61000-4-18.

Si rammenta che per le prove EMC l’incertezza è associata alla strumentazione di misura (vedere CISPR 16-41), cioè il particolare EUT non è coinvolto nell’analisi dell’incertezza di misura. Avremmo infatti una valutazione diversa dell’incertezza per ogni EUT e ciò, come si può immaginare, non è né semplice né pratico. Nelle prove di emissione l’incertezza di misura è quella che si calcolerebbe se l’emissione fosse prodotta da una sorgente intenzionale stabile e perfettamente definita. Nelle prove d’immunità l’incertezza di misura si riferisce all’incertezza associata alla grandezza di stimolo e quantifica la deviazione dello stimolo dall’ideale. Ad esempio, per una prova d’immunità radiata l’ideale è costituito da un’onda piana d’intensità corrispondente al livello d’immunità. Per le grandezze di stimolo impulsive l’incertezza di misura quantifica la deviazione dall’ideale della forma d’onda impulsiva generata dal generatore d’impulso.

Una volta provato che il generatore d’impulso è conforme ai requisiti del corrispondente metodo di prova, non è necessario che il Laboratorio proceda ad alcuna valutazione d’incertezza di misura. Certamente nel provare la conformità del generatore occorre tener conto del risultato della taratura, e quindi anche dell’incertezza di taratura.

Ritorneremo sull’argomento quando discuteremo la riferibilità delle misure e i rapporti di prova.

Per alcune prove la valutazione d’incertezza di misura è assai problematica: ad esempio per le prove di emissione di armoniche di corrente oppure di fluttuazioni e flicker (IEC 61000-3-2, IEC 61000-3-3, IEC 61000-3-11, IEC 61000-3-12). Anche in questi casi (come i precedenti relativi alle prove d’immunità agli impulsi) mi limito alla verifica della conformità delle

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CAMPI E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA

apparecchiature di misura ai requisiti delle norme pertinenti (IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4-15).

Pur non essendoci un requisito di norma che lo imponga, verifico che l’incertezza di misura valutata dal Laboratorio (ULAB) sia inferiore ai valori di riferimento (UCISPR) pubblicati in CISPR 16-4-2 per le misure di emissione. Se non è così, è necessaria una valutazione approfondita delle cause che portano a un valore tanto grande dell’incertezza e un’azione corrispondente mirata a ridurla. L’incertezza estesa di taratura dei generatori d’impulso dev’essere inferiore alle tolleranze stabilite dai rispettivi metodi di prova di base, per poterne provare la conformità con un livello di fiducia almeno pari al 50% (assumendo che, nel caso peggiore, il valore misurato sia sul bordo dell’intervallo di tolleranza, vedere la Guida IEC 115).

RT-08, p.to 5.4.6.2: “Il Laboratorio ha stabilito il criterio per associare l’incertezza al risultato (es. valore fisso, interpolazione, valore più alto, ecc.)?”.

Nel caso delle prove EMC, dato che le misure coprono un ampio intervallo di frequenza, l’incertezza si quantifica attraverso il valore più alto nell’intervallo di frequenza considerato.

Eventualmente l’intervallo di frequenza (es. 30-6.000 MHz) si suddivide in sotto-bande (30-1.000 MHz, 1.0006.000 MHz) e l’incertezza di misura si valuta e dichiara per ciascuna delle sotto-bande.

RT-08, p.to 5.4.6.2: “Il Laboratorio ha stabilito un criterio per esprimere il giudizio sulla conformità a un limite tenendo conto dell’incertezza?”.

Nel caso delle misure di emissione il criterio per stabilire la conformità è il confronto secco fra il valore misurato e il limite senza tener conto dell’incertezza di misura. In particolare per le misure di emissione radiata e di tensione di disturbo il meccanismo descritto in CISPR 16-4-2 (confronto secco fra valore misurato e limite se ULAB < UCISPR, confronto fra valore misurato incrementato di ULAB – UCISPR e limite se ULAB > UCISPR) non è adottato, a oggi, da alcuna norma di pro-

dotto. Per le prove d’immunità la conformità è stabilita in base a un criterio di prestazione e quindi non tiene conto dell’incertezza della grandezza di stimolo.

RT-08, p.to 5.4.4: “Sono riportate le modalità di calcolo dei risultati e della loro espressione sui rapporti di prova?”.

Non applicabile al settore delle prove EMC. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI [1] MD-09-01-DL/DS, “Lista di riscontro per la valutazione dei Laboratori (parte tecnica livello 1)”, rev. 2.

[2] RT-08, “Requisiti generali per l’accreditamento dei Laboratori di prova”, rev. 2.

[3] DT-0002/6, “Guida al calcolo della ripetibilità di un metodo di prova e alla sua verifica nel tempo”, rev. 0.

[4] IEC GUIDE 115:2007, “Application of uncertainty of measurement to conformity assessment activities in the electrotechnical sector”.

Carlo Carobbi è Ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Firenze dove insegna Misure Elettroniche. Collabora come ispettore tecnico con l’Ente unico di accreditamento Accredia, sia per il Dipartimento Laboratori di Prova sia per il Dipartimento Laboratori di Taratura. È presidente del SC 210/77B del CEI (Compatibilità Elettromagnetica, Fenomeni in alta frequenza) e membro di gruppi di lavoro internazionali (IEC) che sviluppano e aggiornano norme di Compatibilità Elettromagnetica. Organizza e gestisce, in collaborazione con altri esperti, prove valutative di misure di Compatibilità Elettromagnetica.

VISIONE ARTIFICIALE

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Rubrica a cura di Giovanna Sansoni (giovanna.sansoni@unibs.it)

Telecamere ad alta velocità Linee guida per l’acquisto

sia esso di tipo ciclico (ad esempio in processi d’imballaggio o di etichettatura) o di tipo impulsivo (tipico è il caso di crash test nell’automotive), avvenga in tempi molto brevi, una rapida scorsa al mercato mette in rilievo che esiste un’amplissima varietà di prodotti, che presentano prezzi molto RIASSUNTO variabili: dall’offerta di Amazon.com La rubrica sulla visione artificiale vuole essere un “forum” per tutti i lettori di dispositivi che costano alcune cendella rivista Tutto_Misure interessati a componenti, sistemi, soluzioni per la tinaia di euro, a prodotti dedicati il visione artificiale in tutti i settori applicativi (automazione, robotica, agroa- cui costo arriva ben oltre i 150.000 €. limentare, controllo di qualità, biomedicale). Scrivete alla Prof. Sansoni e Importante è dunque avere ben chiasottoponetele argomenti e stimoli. re alcune linee guida che siano di aiuto nella selezione del dispositivo giusto.

Credo che Stabilito che l’acquisto di dispositivi di Ecco le domande da porsi prima di la maggior questo tipo ha senso nelle applicazio- acquistare un sistema di ripresa slowparte dei let- ni per le quali l’evento da riprendere, motion. tori di questa Quanto rubrica ab“veloci” bia ben chiasi vuole ro quale sia andare? il tema: lo Nelle telecamere sviluppo delveloci la risolula tecnologia di imaging che consente zione dell’immariprese “slow-motion” (ved. A. Bridges, gine non è scor“Essentials to consider before purrelata dalla velochasing a High-speed camera”, cità di acquisiwww.photonicsonline.com). zione: se si vuole Basti pensare alle immagini in una aumentare la vegara di formula 1 (Fig. 1), ai doculocità di ripresa mentari che immortalano scene come Figura 1 – Esempi d’immagini slow-motion: formula 1 bisogna diminuiquella in Fig. 2, alle riprese pubblicire la risoluzione tarie che evidenziano con grande detdell’immagine. A taglio ciò che il nostro occhio non è in titolo di esempio grado di vedere, perché l’evento è si riporta il paratroppo veloce (Fig. 3). metro risoluzione Tutto ciò è reso possibile dallo svilup(numero di pixel) po che negli ultimi 8-10 anni ha avuto – velocità di acla tecnologia CMOS, progettata apquisizione (in positamente per telecamere capaci di fps) per i due dieffettuare riprese da 60 immagini per spositivi in Tab. secondo (fps: frame per second) a 1. Il primo (PROoltre 1 milione di fps. Per avere un’iMON 501) è dea di ciò di cui stiamo parlando, si prodotto da AOSpensi che le telecamere analogiche, technologies ad esempio, presentano frame rate di (AOStechnolo25 fps.

Figura 2 – Esempi d’immagini slow-motion: life sciences ABSTRACT The section on Artificial Vision is intended to be a “forum” for Tutto_Misure readers who wish to explore the world of components, systems, solutions for industrial vision and their applications (automation, robotics, food&beverage, quality control, biomedical). Write to Giovanna Sansoni and stimulate discussion on your favorite topics.

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La massima risoluzione del sistema PROMON 501 è consentita a velocità pari a 85 fps, mentre alla massima velocità, pari a 2.650 fps, la risoluzione è limitata a 128 x 128 pixel. Nel sistema FastCamSA5 alla massima risoluzione la velocità di acquisizione è pari a Figura 3 – Esempi d’immagini slow-motion: pubblicità 1.000 fps, mentre alla massima gies.com), il secondo (FastCamSA5) è velocità di acquisizione, pari a prodotto da Photron (Photron.com). 1.000.000 fps la risoluzione si riduce Ambedue i dispositivi mostrano una a 64 x 16 pixel. Se si confrontano fra relazione inversa fra risoluzione e loro questi due dispositivi, si vede che velocità di acquisizione. a valori simili di risoluzione corrispon-

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VISIONE ARTIFICIALE

dono frame rate notevolmente diversi (si veda ad esempio la terza riga della Tab. 1). La differenza di prezzo?

La prima costa all’incirca 6.000 euro, la seconda 150.000 euro.

Da questi pochi dati risulta chiaro che risoluzione e frame rate sono parametri chiave nella scelta della telecamera. La regola d’oro? Stimare la durata del fenomeno e decidere quante immagini servono per descriverlo.

In un processo ciclico si stima che siano necessarie tre immagini al ciclo per vedere e comprendere il processo. Ad esempio, nel caso di un processo d’impacchettamento di scatole in una linea di produzione a 6.000 unità al minuto, questa regola impone che la telecamera acquisisca a 300 fps, e stiamo parlando di un valore al limite (anche per le immagini, sovracampionare aiuta!).

Nel caso di eventi non ciclici il punto chiave è stimare la durata della por-

N. 03ƒ ;2015 Tabella 1 – Risoluzione e frame rate di due telecamere veloci: PROMN 501 (colonna di sinistra) e FastCam SA5 (colonna di destra)

Risoluzione 2.048x1.088@85 fps

1.024x1.024 @1.000 fps

1.280x1.024 @90 fps

1.024x1.000 @7.500 fps

1.280x720 @125 fps

1.024x800 @9.300 fps

800x600 @300 fps

832x448 @20.000 fps

640x480 @560 fps

512x272 @50.000 fps

512x512 @700 fps

320x264 @75.000 fps

352x352 @1.000 fps

320x192 @100.000 fps

256x256 @1.370 fps

128x64 @420.000 fps

128x128 @2.620 fps

64x16 @1.000.000 fps

zione del fenomeno d’interesse. Tipico è l’esempio della ripresa della traiettoria di un proiettile. Supponendo che abbia una velocità pari a 500 m/s, che se ne voglia riprendere la traiettoria per 100 m acquisendo 100 immagini, il tempo fra due immagini risulta pari a 2 ms; se invece la traiettoria si riduce a 10 m, a parità d’immagini, il tempo fra due immagini si riduce di un fattore 10.

Nei due casi, quindi servono frame rate di 500 fps e di 5.000 fps rispettivamente.

Una volta stabilita la velocità, dev’essere valutata accuratamente la risoluzione necessaria per avere sufficienti dettagli in ogni singola immagine.

Questo parametro dipende dalle dimensioni della scena, cioè dalla risoluzione spaziale. Il dispositivo da scegliere sarà quindi quello che presenta valori di risoluzione e frame rate più vicini possibile a quelli stimati nella fase di progetto.

Quanto a lungo dev’essere effettuata la registrazione?

Dipende dalla durata della porzione significativa dell’evento, e determina la dimensione della memoria RAM con la quale equipaggiare il dispositivo. A oggi è possibile dotare la stessa telecamera di banchi di memoria fino a 64 GB, ma va da sé che aumenta di pari passo anche il costo. La tecnologia attuale consente al-

le telecamere di acquisire in modalità continua, poiché le immagini vengono memorizzate in una pila di tipo FIFO (First In First Out), che funziona da buffer. Quando il buffer è pieno la prima immagine immagazzinata nella pila viene sovrascritta. Le telecamere inoltre sono dotate di trigger che consentono di programmare in modo semplice l’intervallo di tempo di ripresa. A valle dell’acquisizione le immagini possono essere scaricate su hard disk, in modo da non perdere immagini fra due trigger successivi.

Qual è la differenza fra tempo di esposizione e frame rate?

Il tempo di esposizione, noto anche come “shutter speed”, indica il tempo durante il quale i pixel del sensore sono esposti alla radiazione luminosa. Il suo limite superiore è ovviamente quello della velocità di acquisizione. Se una telecamera acquisisce a 1.000 fps, il tempo di esposizione non può essere superiore a 1 ms. Se tuttavia il fenomeno da riprendere ha una dinamica più veloce, ogni singola immagine risulterà sfuocata. Sarà in questo caso necessario ridurre il tempo di esposizione fino a un valore che consenta di ottenere immagini nitide.

Va tenuto presente che la riduzione del tempo di esposizione richiede spesso sorgenti d’illuminazione suffi-

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VISIONE ARTIFICIALE

cientemente potenti, per evitare immagini scure e utilizzare lenti con aperture numeriche adeguate a mantenere alti valori di diaframma, in modo fa avere un cono di raccolta dei raggi sufficientemente ampio. La scelta dell’ottica va ponderata con attenzione, poiché, come noto, quanto più aperto è il diaframma, tanto più forti sono gli effetti di aberrazione ottica: quindi anche le caratteristiche di lavorazione delle lenti sono di estrema importanza (e ne aumentano i costi).

Quale applicazione si sta considerando?

Il punto successivo da considerare è l’applicazione finale. Se, ad esempio, si tratta d’intercettare guasti in un processo produttivo ciclico, ciò che serve è semplicemente rivedere in slow-motion (25 fps) il video registrato ad alto frame rate. Se invece si tratta di salvare una porzione della sequenza d’immagini per effettuarne l’analisi in un secondo tempo, l’aspetto ulteriore al quale guardare è, oltre alla memoria RAM della telecamera, il protocollo di trasferimento delle immagini sul PC di elaborazione. Fra i protocolli maggiormente utilizzati si posizionano gli standard Gigabit Ethernet (Gig-E), FireWire e USB. Lo standard Gig-E in particolare si mostra molto performante sia perché consente alte velocità di trasferimento, sia perché è di fatto lo standard di connessione/comunicazione di sistemi remoti e distribuiti, verso i quali, in molte applicazioni, come ad esempio quelle militari, si preferisce inviare le sequenze d’immagini.

La decisione finale Trattandosi di una tecnologia relativamente giovane, le informazioni sono spesso imprecise, e i data sheet non bastano certamente a indirizzare la scelta in modo affidabile. Troppe le variabili in gioco, come si evince da quanto sopra esposto. La soluzione è molto semplice: la scelta deve avvenire sulla base di dimostrazioni del prodotto fatte in situ, e nelle condizioni finali di ripresa reali.

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MISURE E FIDATEZZA

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Rubrica a cura di Marcantonio Catelani 1, Loredana Cristaldi 2, Massimo Lazzaroni 3

Riprendiamo il tema dopo i “seriali” La necessità di un continuo confronto sul tema

MEASUREMENT & DEPENDABILITY The works proposed so far represented the starting point for a new approach, that is, a forum for exchanging knowledge and sharing ideas concerning methods, principles, instruments and tools, standards and industrial applications on Reliability, Maintainability, Availability and Safety.

RIASSUNTO Il seriale fino a oggi sviluppato con una serie di articoli si trasforma nella Rubrica “Misure e Fidatezza” a dimostrazione del continuo interesse sull’argomento e alla necessità di mantenere attivo un canale di discussione sui temi dell’affidabilità, manutenibilità, disponibilità, rischio e sicurezza.

Il seriale di Tutto_Misure che ci ha visti impegnati nel tempo con una serie di articoli che dagli elementi di base dell’affidabilità hanno trattato metodologie anche complesse e relative applicazioni, si trasforma in una “rubrica”, a dimostrazione della necessità di un confronto continuo e di uno scambio d’idee sul tema della fidatezza. Diversi anni fa gli editori della rivista hanno intuito l’importanza della disciplina e del ruolo da essa ricoperto nel mondo della tecnologia, in un momento in cui l’evoluzione tecnologica stava cambiando il passo segnando un’accelerazione marcata nella direzione di quella che può essere a buon titolo definita la “quarta rivoluzione industriale”. Questa intuizione è stata declinata, in particolare, all’interno della manifestazione Affidabilità & Tecnologie (A&T). Il 22 e il 23 aprile 2015 la manifestazione ha raggiunto la nona edizione con successo crescente: i numeri parlano di un incremento del 15% degli espositori e del 14% dei visitatori. Questi dati fanno

pensare che sia arrivato il momento di fare un bilancio e di capire gli elementi di tale successo.

Le parole chiave che hanno tenuto la scena, e quindi accompagnato i nove anni di A&T, sono sicuramente, solo per fare alcuni esempi, Industry 4.0, Internet of Things, Smart City, Smart Grid, temi che non possono prescindere dai principi di affidabilità (ciò che si progetta deve funzionare), disponibilità (poter utilizzare ciò che è previsto dalle specifiche di progetto con la garanzia oltre che sulle prestazioni anche sulla qualità), manutenibilità (nell’ottica moderna di operare sul sistema prima che questo raggiunga effettivamente lo stato di guasto) e sicurezza (ridurre l’esposizione del personale al rischio, sia esso dovuto al processo sia esso dovuto all’ambiente inospitale). I concetti sintetizzati sono di fatto riconducibili all’acronimo RAMS (Reliability, Availability, Maintainability, Safety).

Quanto premesso ci porta, quindi, a dedicare il primo numero della rubrica ad alcune delle considerazioni che sono nate a valle dell’evento A&T. Le discipline appena citate caratterizzano il ciclo di vita di un prodotto. È importante osservare che il processo che lo accompagna non riguarda solo la trasformazione di elementi in in-

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gresso (materie prime, tecnologie e risorse) nel prodotto desiderato: esso è il risultato di una serie di attività tra loro correlate e interagenti che partono dalla fase progettuale e si concludono con lo smaltimento, possibilmente sostenibile (con applicazione di tecnologie a ciclo chiuso note anche come end of pipe), del prodotto stesso. Quindi, definire un prodotto e/o un servizio che risponda ai requisiti richiesti dalle discipline invocate dall’acronimo RAMS non è solo un problema di competenza del progettista ma interessa tutti i comparti aziendali, produttivi e di assistenza post vendita (“service”).

Da un punto di vista matematico tutto rientra nel concetto ben noto di disponibilità (availability) dove il tasso di guasto e il tasso di manutenzione vengono combinati insieme ma, da un punto di vista industriale, il problema assume connotazioni nuove e suggerisce strategie di analisi non del tutto esplorate. Ci piace osservare che in questo scorcio d’inizio millennio le tecnologie emergenti (sintetizzate dalle parole chiave prima riportate) nel campo dei sensori, nel campo della comunicazione industriale e nello sviluppo di algoritmi dedicati all’analisi dei dati consentono un migliore monitoraggio del l’Health State di molti settori industriali. Ciò crea di fatto nuove opportunità in un settore, quello dei servizi, dove il tema principale non è più sol-

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Università degli Studi di Firenze marcantonio.catelani@unifi.it 2 Politecnico di Milano loredana.cristaldi@polimi.it 3 Università degli Studi di Milano e INFN - Sezione di Milano massimo.lazzaroni@unimi.it

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tanto l’organizzazione delle squadre d’intervento, ma anche la definizione di pacchetti di assistenza e l’analisi dei rischi che tali attività comportano.

Quanto detto implica che la sempre maggiore considerazione di quel valore aggiunto definito “fidelizzazione del cliente”, consegna il ruolo chiave, in termine di attenzione e di sforzi economici, a quella parte della vita di prodotto che normalmente viene definita “service“. Ecco quindi che il progettista è chiamato a cooperare alla definizione di un qualcosa che non sia solo robusto ma che sia anche manutenibile (ovvero che possa essere sottoposto a corrette azioni manutentive in tempi rapidi e a costi contenuti) anche a fronte d’informazioni provenienti dall’interconnessione tra i sistemi e i dispositivi di monitoraggio e controllo.

Quanto sintetizzato crea di fatto un nuovo modello di business basato sulle opportunità nel settore dei servi-

NEWS

LA PRIMA SOLUZIONE MODULARE DI MISURA DI RISPOSTA ALLO STIMOLO Keysight Technologies ha annunciato l’introduzione di quattro nuove opzioni per abilitare il tracking generator sugli analizzatori di segnali M9290A CXA-m PXIe. L’analizzatore di segnali CXA-m è configurabile con un tracking generator integrato da 3 GHz, 7.5 GHz, 13.6 GHz o 26.5 GHz, e rappresenta la prima soluzione modulare del settore con queste caratteristiche. Inoltre sul CXA-m sono disponibili molte funzionalità di analisi di segnali, grazie all’applicazione di misura N9064A VXA X-Series o attraverso il software 89600 VSA. “Oggi gli sviluppatori che creano sistemi utilizzati nelle linee di manutenzione e produzione, vogliono una piattaforma di test versatile ma con ingombro ridotto, in grado di effettuare analisi di spettro e analisi del segnale e caratterizzare componenti”, dichiara Brian LeMay, general manager della divisione Chengdu

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MISURE E FIDATEZZA

zi ai clienti finali che si appoggiano al monitoraggio dei sistemi e, in particolare, all’impiego di tecniche più o meno consolidate dal punto di vista scientifico. Tra queste vi sono le tecniche Fuzzy, le reti Neurali, le NeuroFuzzy, ma anche tcniche meno note come la Support Vector Machine (SVM) o di Data-Driven.

Il nuovo modello di business si appoggia, in modo particolare, alla stima della vita residua di prodotto/sistema.

In sostanza, il concetto di vita media insito nel tempo medio tra i guasti (ben noto come MTBF), la cui valutazione è fondamentale nell’approccio manutentivo di tipo preventivo, viene associato all’analisi del comportamento di prodotto/sistema osservando come il persistere (ma anche il variare) delle condizioni d’uso possono modificare l’aspettativa di vita del prodotto/sistema anche a livello dei suoi componenti. Si apre quindi un nuovo scenario in cui la parola chiaInstruments di Keysight. “Il design modulare del CXA-m e le sue funzionalità ai vertici del settore forniscono una soluzione potente e conveniente”.

Aggiungendo un tracking generator opzionale al CXA-m si ottiene una soluzione ideale per caratterizzare il comportamento di componenti o di sottosistemi, come ad esempio la risposta in frequenza, la conversion loss e l’insertion loss/ gain, nonché l’analisi e l’identificazione di segnali sconosciuti. La soluzione di misura modulare permette agli sviluppatori di sistemi di raggiungere gli obiettivi prefissati per la caratterizzazione dei componenti, in uno spazio ridotto e con costi contenuti.

L’applicazione di misura VXA aggiunge al CXA-m una modalità di analisi di segnale vettoriale che supporta una vasta gamma di misure, innumerevoli tipi di demodulazione e di filtri che consentono agli ingegneri di effettuare un’analisi completa del segnale, provare a fondo i progetti, garantire la qualità dei prodotti e ottimizzare le prestazioni del dispositivo.

L’N9064A è una fra le oltre 25 applicazioni di misura per gli analizzatori di segnali X-Series di Keysight.

Il software 89600 VSA è un set completo di strumenti per la misura dei segnali: permette di verificarne le caratteristiche con anali-

ve è “prognostica”, scenario in cui informazione e qualità dell’informazione sono due aspetti che non possono essere trascurati.

Considerato lo stato di avanzamento tecnologico nel mondo dei sensori potremmo dire che oggi il problema non è acquisire le informazioni relative al processo, ma garantirne la qualità: l’accento si sposta quindi sui modelli di affidabilità impiegati e sulle modalità di raccolta ed elaborazione dei dati, senza dimenticare che l’affidabilità cambia se cambiano le condizioni d’uso del prodotto o del sistema.

Appare evidente che, anche in questo campo, non è più possibile pensare al modello “romantico” del pioniere scientifico: le competenze richieste per il raggiungimento del risultato sono trasversali alle diverse anime e competenze dell’ingegneria e vanno, quindi, gestite avendo ben presente questo aspetto.

si multiple e simultanee nel dominio del tempo, della frequenza e della modulazione; consente di risolvere molti problemi tramite l’accoppiamento traccia-traccia, l’utilizzo di trigger avanzati, la registrazione e riproduzione del segnale.

Tutte queste funzionalità accelerano lo sviluppo di dispositivi, in quanto permettono di eseguire misure affidabili utilizzando l’analizzatore di segnali vettoriali in ogni fase della progettazione, dalla banda base a frequenze RF e dalla simulazione fino alla validazione dei progetti.

Per ulteriori informazioni www.keysight.com/find/m9290a

TECNOLOGIE IN CAMPO

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Rubrica a cura di Massimo Mortarino (mmortarino@affidabilita.eu)

Testing e ispezioni innovative Misura dell’effetto abrasivo della pioggia e ispezioni su componenti automotive

TECHNOLOGIES IN ACTION The section “Technologies in action” presents a number of recent case studies of industries or institutions gaining profit from the latest innovation in measuring instruments and systems.

RIASSUNTO La Rubrica “Tecnologie in campo” presenta un compendio di casi di studio di Aziende e/o istituzioni che hanno tratto valore aggiunto dalla moderna strumentazione di misura.

MISURARE L’EFFETTO ABRASIVO DELLE GOCCE DI PIOGGIA SU UNA SUPERFICIE

Nuovo banco prova dell’erosione pluviale, altamente realistico, per impianti di energia eolica Più veloce di un’auto da corsa di Formula 1: il nuovo banco prova per erosione pluviale dell’Istituto Fraunhofer per l’Energia Eolica e Tecnologia dei Sistemi Energetici (IWES) accelera la pala di un modello di rotore fino a 550 km/h per provare l’effetto abrasivo delle gocce di pioggia su una superficie.

Le pale dei rotori sono esposte a forti

influenze ambientali: pioggia, grandine, sabbia, acqua, salsedine e inquinamento agiscono sulle superfici provocando l’accumulo di sporcizia e zone irruvidite sulle parti verniciate e rivestite, specialmente sui bordi di attacco delle pale. Le variazioni di temperatura e i raggi UV intensificano ulteriormente questi effetti.

Il risultato è l’asportazione di materiale e la formazione di cricche causate dall’erosione pluviale, con conseguente aumento del deterioramento delle proprietà aerodinamiche delle pale. Queste variazioni hanno non solo un impatto negativo sull’efficienza degli impianti di energia eolica (WPP), ma possono

causare anche l’emissione di forti rumori.

Il problema non può essere che esacerbato in futuro, poiché i rotori dovranno girare più velocemente per migliorare il rendimento degli impianti WPP in mare aperto (offshore). All’aumento della velocità, le gocce di pioggia impattano con maggior energia sui rivestimenti, anticipando ulteriormente il verificarsi di danni. Le zone irruvidite e i danni alla vernice e ai rivestimenti sono particolarmente comuni sul bordo di attacco delle pale, specialmente sulla cima, e hanno effetto negativo sulle proprietà aerodinamiche degli Impianti di energia eolica, diminuendone le prestazioni.

Il banco prova erosione pluviale con clima controllato Insieme all’IWES di Bremerhaven (Germania), partecipante al progetto “Erosione Pluviale delle Pale dei Rotori“ sponsorizzato dal Ministero

Figura 1 – Il banco prova per le pale dei rotori Figura 2 – Bordo d’attacco della pala (segmento)

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Federale Tedesco per l’Ambiente, la Conservazione della Natura e la Sicurezza Nucleare (BMU), le aziende del settore industriale hanno sviluppato un banco prova con bracci rotanti utilizzabile per esaminare i modelli di pale con velocità di picco fino a 600 km/h. Esso consente di monitorare e valutare la resistenza alla pioggia del rivestimento delle pale dei rotori con un completo controllo climatico (effetti degli UVA, dimensione variabile delle gocce, temperatura, ambiente salino). L’ottimizzazione dei sistemi di rivestimento delle pale del rotore dovrebbe prevenire i danni ed estendere gli intervalli di manutenzione, riducendo così i costi.

Nella cabina di prova si può verificare la formazione di ghiaccio sui bracci rotanti contemporaneamente all’erosione pluviale oppure effettuare una prova dopo l’altra. I provini possono essere esposti alle radiazioni UVA per simulare l’invecchiamento dei polimeri dovuto ai raggi solari.

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TECNOLOGIE IN CAMPO

del PMX è stata la possibilità di usarlo tramite il web server integrato con tutti i più comuni web browser. Ciò elimina la necessità d’installare ulteriore software nel PC, offrendo inoltre l’opportunità della manutenzione e delle operazioni remote mediante la tecnologia di rete esistente.

Il CODESYS Soft PLC integrato è dotato anche di visualizzazione web, perfettamente accordata Figura 4 – Sistema di strumenti e controllo PMX all’applicazione.

Ciò nel pulpito di controllo del banco prova rende disponibili tutti i segnali e gli elementi di Tutti i segnali sono stati acquisiti individualmente in modo sincronizzato, con controllo rilevanti per pilotare il banco risoluzione di 24 bit e alla cadenza di prova, compresi i comandi per l’ope19.200 al secondo. Ciò ha reso pos- ratore. sibile la gestione ed elaborazione dei Benjamin Buchholz dell’IWES, che coordina tale ambito quale parte del valori misurati in tempo reale.

L’uso dell’interfaccia Ethernet integra- progetto congiunto “Erosione Pluviale ta garantiva che tutti i valori di misura sulle Pale dei Rotori”, spiega: “Le conrilevanti venissero salvati nel PC dizioni di prova sono variabili, mentre del banco prova. La successiva le velocità rotazionali e le condizioni analisi dei dati grezzi salvati è climatiche possono essere regolate stata effettuata dal software individualmente in accordo alle condizioni correnti delle pale del rotore. Il DAQ catman di HBM. Il CODESYS-Soft PLC integrato e tempo meteorologico registrato e i dala diagnostica nel PMX miglio- ti operativi ci forniscono le basi nerano significativamente l’effi- cessarie. In questo modo vorremmo cienza. Il PMX opera secondo garantire sia la qualità del banco la norma industriale 61131, dif- prova, sia la validità dei risultati finafusa in tutto il mondo, e consen- li. Con il sistema integrato di misura e te processi di controllo determi- controllo PMX della HBM abbiamo nistici in tempo reale – proprietà potuto implementare tutti i compiti di molto importante in questo pro- misura e controllo necessari, in modo getto per il sincronismo dei con- efficiente e a costi contenuti“.

Figura 3 – Schema della cabina del banco prova trolli del braccio nel banco con il braccio rotante per gli oggetti in prova prova e della pioggia e clima- Conclusioni e prospettive tizzazione. Il codice è stato svi- La valutazione del meccanismo di forPer impiegare con efficienza il banco luppato nell’ambiente di sviluppo del mazione dei danni fornisce le basi per prova era necessario un sistema di CODESYS e caricato nel PMX come ottimizzare i materiali di rivestimento, misura e controllo in grado non solo codice macchina. L’applicazione gira quali le pellicole e la pittura, e per di essere configurato rapidamente, ora indipendentemente nel PMX. I adottare misure addizionali, per esemma anche dotato dell’opportuna accu- segnali dei sensori addizionali posso- pio cambiando la guida operativa del ratezza di misura e resistenza al- no essere letti mediante l’interfaccia WPP o variando gli intervalli di manule interferenze. È stata pertanto utiliz- CANopen integrata nel PMX e i tenzione. Il banco prova ha consentito zata la piattaforma di misura e con- segnali di controllo possono essere agli scienziati di approfondire la trollo PMX della HBM, provvista di inviati al sistema di azionamento. Gli loro comprensione del processo di forsvariati moduli di misura e di uscita altri compiti di controllo sono effettua- mazione dei danni e, su tali basi, di dei segnali, usati per conformarsi ai ti dagli I/O digitali e dalle uscite ana- sviluppare validi concetti di protezione. segnali d’ingresso e di uscita nello logiche del PMX. Per ulteriori informazioni: Un altro criterio decisivo per la scelta www.hbm.com strumento base.

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N. 03ƒ ;2015 L’industria automobilistica ricorre sempre più spesso all’elaborazione d’immagini, con tecniche d’ispezione sempre più avanzate, in grado di trovare applicazioni in altri settori industriali. Questo settore, quindi, può fornirci uno stato dell’arte aggiornato sull’evoluzione dei sistemi di elaborazione d’immagini per il controllo dei pezzi prodotti, come quelli proposti dalla Keyence, leader per l’innovazione nel campo della visione artificiale da oltre 30 anni.

I suoi sistemi di visione artificiale ad alta velocità e alte prestazioni sono stati oggetto di miglioramenti continui e oggi consentono una facilità d’uso e una stabilità maggiori per la soluzione delle applicazioni più difficili. Nel 2008 venne rilasciata la Serie XG-7000, un “sistema di elaborazione d’immagini ad alte prestazioni in grado di vincere qualsiasi sfida”, seguita nel 2012 dalla Serie CV-X100, un “sistema di elaborazione d’immagini estremamente facile da usare”. Nel 2013, alla linea di prodotti è stato aggiunto un “sistema di elaborazione d’immagini in linea tramite ispezione 3D”. KEYENCE ha continuato così a sviluppare sistemi di elaborazione d’immagini estremamente avanzati, basati sulle proprie tecnologie innovative.

In ambito automotive Keyence è molto presente, con applicazioni in grado di effettuare ispezione e tracciatura di vari componenti, risolvendo problematiche ed esigenze in ottica di miglioramento competitivo. Eccone alcuni esempi:

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ISPEZIONI DEI COMPONENTI NEL SETTORE AUTOMOTIVE: INNOVAZIONE CONTINUA DA KEYENCE!

TECNOLOGIE IN CAMPO

Ispezione dell’errore di assemblaggio fusibili

Nelle ispezioni di ricerca di eventuali errori di assemblaggio dei fusibili, è possibile effettuare una discriminazione in base al colore e ai caratteri. Con lo strumento di controllo ad Auto-Apprendimento, per configurare le impostazioni è sufficiente registrare i pezzi non difettosi; di conseguenza è facile supportare anche un numero elevato di modelli diversi.

Ispezione dimensionale delle candele

Ispezione della presenza del rivestimento su schede Per geometrie complesse, gli strumenti dimensionali/geometrici consentono un’ispezione estremamente accurata con operazioni intuitive facendo semplicemente clic sui punti desiderati dell’immagine.

Ispezione dei difetti di formatura di profilati di tenuta

(Generalmente, il rivestimento è trasparente, il che rende difficile identificare i punti in cui viene applicato. Di conseguenza, è difficile rilevare se alcuni componenti sono difettosi, ovvero sono privi di questo rivestimento. Con rivestimenti che includono un mezzo fluorescente, è possibile eseguire ispezioni estremamente accurate proiettando luce UV e utilizzando la telecamera da 21 megapixel.

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TECNOLOGIE IN CAMPO

L’elaborazione d’immagini 3D è usata per rilevare i difetti della superficie subito dopo la formazione dei profilati di tenuta. È possibile eseguire ispezioni per rilevare difetti su forme complesse come le superfici curve in modo molto accurato e ad alta velocità.

Ispezione dell’aspetto dell’ingranaggio di un differenziale

Ispezione 3D dello stato della saldatura

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La misurazione della larghezza e della continuità della saldatura non era stabile quando veniva eseguita con le telecamere convenzionali, a causa delle differenze nel modo in cui veniva vista la superficie. Con un sensore di spostamento laser, ora è possibile eseguire la misurazione visiva sulla base delle informazioni sull’altezza.

NEWS

NUOVO SISTEMA OTTICO BIDIMENSIONALE PER LA MISURAZIONE AUTOMATICA IN TEMPO REALE Dalla nota casa Microtecnica, tradizionalmente apprezzata sui mercati internazionali per la prestigiosa gamma di proiettori di profili, con schermo da 350 fino a 1.500 mm, è stato recentemente introdotto il nuovo e rivoluzionario strumento di misura MICROgenius.

L’innovativo sistema è rivolto al controllo bidimensionale dei diversi partico-

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È difficile applicare la luce in modo uniforme ai lati degli ingranaggi e di altri pezzi cilindrici durante ispezioni come quelle relative ad altre superfici sporgenti, sporco, macchie e graffi. Utilizzando una telecamera a scansione lineare, è possibile generare un’immagine con un’illuminazione uniforme per un’elaborazione stabile della visione artificiale.

Per ulteriori informazioni: www.keyence.it

lari utilizzati nell’industria aeronautica, automobilistica, meccano-tessile, elettricaelettronica, degli elettrodomestici e della gomma, e ovunque si richieda un controllo accurato ma allo stesso tempo rapido del pezzo. Esso trova inoltre particolare impiego nei test di serie di pezzi. La modularità di costruzione consente di adattare le prestazioni dello strumento in base alle specifiche esigenze del cliente, rendendolo pertanto personalizzabile tramite la variazione dei principali componenti quali obiettivi, condensatori, telecamera, parti meccaniche.

Il principio di funzionamento si costituisce di un obiettivo standard o telecentrico ad alta definizione di assoluta precisione e di una telecamera per la ripresa del pezzo in esame. Una volta creato il programma di

misura, è sufficiente posizionare il pezzo sul vetro della tavola d’appoggio e il software dedicato rileva automaticamente le quote richieste. Il risultato ottenuto è istantaneamente disponibile per ulteriori elaborazioni statistiche. È possibile memorizzare diversi sequenze di misura e con la funzione auto-search il software individuerà automaticamente il programma per la misurazione globale del pezzo.

Diversamente dalla maggioranza di apparecchiature simili, il MICROgenius si distingue per la flessibilità del programma di misura, adattabile alle specifiche esigenze dell’utilizzatore.

Caratteristiche principali: Misure senza contatto in 2D Controllo in tempo reale Allineamento dei pezzi non richiesto Campo immagine ultra profondo Grande flessibilità e modularità del sistema Possibilità di montaggio attrezzature sul tavolo d’appoggio Possibilità di posizionare lo strumento direttamente in linea di produzione Non richiede personale specializzato per l’utilizzo Per ulteriori informazioni: www.ltf.it

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METROLOGIA GENERALE

Rubrica a cura di Luca Mari (lmari@liuc.it)

Il nuovo SI Parliamone! Parte II

GENERAL METROLOGY In this permanent section of the Journal our colleague and friend Luca Mari, world-recognized expert in fundamental metrology and member of several International Committees, informs the readers on the new development of the fundamental norms and documents of interest for all metrologists and measurement experts. Do not hesitate to contact him!

RIASSUNTO In questa Rubrica permanente il collega e amico Luca Mari, internazionalmente riconosciuto quale esperto di metrologia fondamentale e membro di numerosi tavoli di lavoro per la redazione di Norme, informa i lettori sui più recenti temi d’interesse e sugli sviluppi delle più recenti Norme e Documenti. Scrivete a Luca per commentare i suoi articoli e per proporre ulteriori temi di discussione!

Cari lettori!

Come ho ricordato nella prima parte di quest’articolo, pubblicata sul numero 2/2015 di T_M, è in corso di realizzazione una revisione strutturale del Sistema Internazionale di unità (SI), che potrebbe completarsi nel 2018 con la pubblicazione di una nuova edizione della Brochure SI. La Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure (CGPM) ha recentemente raccomandato di adoperarsi in una “campagna di sensibilizzazione rivolta alle diverse comunità di utenti e al pubblico generale” e per far sì che la nuova edizione della Brochure SI “presenti il SI revisionato in modo che possa essere compreso dai diversi possibili lettori senza comprometterne il rigore scientifico” [CGPM 2014]. Questa preoccupazione circa la comprensibilità del SI è certamente appropriata: le unità di misura definite nel SI hanno un ruolo letteralmente fondamentale anche nella vita quotidiana, ed è dunque auspicabile che chi usa valori di grandezze in metri, kilogrammi, ecc. sia messo nelle condizioni di poter comprenderne il significato, al di là del fatto meramente

esempio, la riferibilità metrologica garantisce che oggetti la cui lunghezza misurata è 2 m abbiano effettivamente la stessa lunghezza, anche se le misurazioni sono state effettuate con strumenti diversi. Ciò richiede che gli strumenti di misura siano opportunamente tarati, ma prima ancora che l’unità di misura sia definita in modo tale da essere realizzabile stabilmente da campioni molteplici in condizioni diverse.

La stabilità della grandezza definita come unità e la realizzabilità di campioni sono dunque condizioni cruciali di un’appropriata definizione di un’unità di misura. Per migliorare queste condizioni nel corso del tempo i criteri di definizione delle unità sono stati affinati, sviluppandosi intorno a due strategie. Il fatto che il nuovo SI proponga un’ulteriore, terza strategia mette in evidenza la radicale novità strutturale che prospetta: una anche breve presentazione di queste tre strategie, applicate al caso della lunghezza per semplicità, può essere un buon modo per avvicinarsi a passato, presente e prossimo futuro (plausibile) del SI.

convenzionale per cui il metro potrebbe essere inteso semplicemente come la distanza tra due tacche di certi oggetti rigidi e il kilogrammo come la massa di certi oggetti.

In una situazione in cui la nostra esperienza è sempre più abilitata da strumenti tecnologici il cui funzionamento comprendiamo sempre meno, cercare di comunicare contenuti tecnico-scientifici in modo efficace pare davvero una responsabilità sociale. Nel caso della metrologia, ciò potrebbe quantomeno contribuire a ridurre l’ingenua e perniciosa assunzione, così diffusa, che esprimere informazione in forma LA DEFINIZIONE quantitativa sia sufficiente a garantirne DELLE UNITÀ DI MISURA l’oggettività e perfino la verità...

Prima strategia L’unità di lunghezza può essere definiUNITÀ DI MISURA ta come la lunghezza di un determinaE RIFERIBILITÀ METROLOGICA to oggetto, che opera dunque da campione primario [VIM 5.4]: è stato il In quanto fondamento dei sistemi caso della barra di platino-iridio utilizmetrologici, le unità di misura devono zata come campione del metro dall’agarantire la riferibilità metrologica dozione della Convenzione del Metro, [VIM 2.41] dei risultati di misura: se nel 1889, fino al 1960. La lunghezza con strumentazioni diverse impiegate realizzata dal campione primario è da persone diverse in momenti diversi per definizione a incertezza nulla, e le si ottiene uno stesso risultato di misu- catene di riferibilità [VIM 2.42] partora, tale risultato è riferibile a un’unità no tutte da tale campione, il cui posdi misura se si può supporre che la sesso e la cui gestione sono dunque grandezza misurata sia la stessa. Per condizioni politicamente delicate. Que-

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Seconda strategia Questi gravi problemi giustificano la transizione a una diversa strategia, fondata su un modello che assume che tutti gli oggetti di un certo tipo abbiano esattamente la stessa lunghezza. Poiché è ragionevole mantenere la lunghezza dell’unità definita in precedenza (un metro dovrebbe rimanere lungo un metro anche quando la definizione cambia) e non è plausibile che si trovi in natura un tipo di oggetti la cui lunghezza sia esattamente e stabilmente rappresentativa dell’unità, nella definizione entra in gioco un fattore moltiplicativo di adattamento: il metro è x volte la lunghezza degli oggetti del tipo y. E così tra il 1960 e il 1983 il metro è stato definito come un certo numero (1 650 763,73) di lunghezze d’onda di una certa radiazione (quella corrispondente alla transizione fra due livelli di un certo atomo in certe condizioni), dunque assumendo appunto tale lunghezza d’onda come una caratteristica costante di tale radiazione. Fino a quando, alla luce dello stato delle migliori conoscenze disponibili, questa ipotesi di costanza si mantiene valida, chiunque sia in grado di riprodurre un oggetto del tipo y specificato nella definizione può realizzare l’unità, secondo una procedura detta mise en pratique, cioè appunto realizzazione della definizione dell’unità.

Una versione modificata di questa strategia è quella alla base della definizione attuale del metro, la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in una certa frazione (1/299 792 458) di secondo. Anche in questo caso si assume un modello, che ipotizza la costanza della velocità della luce, ma

ora la grandezza costante non è più una lunghezza ma, appunto, una velocità. Il fatto che da una velocità si possa ottenere una lunghezza, fissando una durata temporale, non è banale, non ha nulla di convenzionale e precede la definizione delle unità: è conseguenza della conoscenza di un sistema di grandezze [VIM 1.3], cioè di un insieme di grandezze reciprocamente connesse attraverso relazioni, come appunto v = dl/dt. Tali relazioni, tipicamente nella forma di leggi fisiche, garantiscono la possibilità di definire l’unità di una grandezza in funzione di altre grandezze, per esempio appunto il metro in funzione di una velocità e di una durata.

La presenza di un sistema di grandezze consente inoltre di definire l’unità di alcune grandezze in funzione di unità di altre grandezze, predefinite. Le prime, come il metro al secondo per la velocità, sono chiamate “unità derivate” [VIM 1.11]; le seconde, come il metro per la lunghezza e il secondo per il tempo, sono chiamate “unità di base” [VIM3, 1.10]. La distinzione tra unità di base e unità derivate è convenzionale, e deriva dalla corrispondente distinzione, a sua volta convenzionale, tra grandezze di base [VIM 1.4] e grandezze derivate [VIM 1.5] in un sistema di grandezze, alla base della possibilità di stabilire la dimensione di una grandezza [VIM 1.7] appunto in riferimento alla sua relazione alle grandezze di base del sistema.

Un sistema di unità di misura [VIM 1.13] è definito come l’insieme delle unità di base e delle unità derivate delle grandezze di un sistema di grandezze, e il SI è il sistema di unità di misura sviluppato progressivamente dalla Convenzione del Metro.

Questa seconda strategia di definizione delle unità ha evidenti vantaggi rispetto alla prima, ma ha ancora un problema: dato che i tipi di oggetti che definiscono le unità hanno, per definizione, incertezza nulla, il valore delle costanti fondamentali della fisica è derivato dalle unità (per esempio la velocità della luce nel vuoto è 299 792 458 m/s), ma questa derivazione ha un’incertezza non nulla.

Benché l’idea che il valore di una

NEWS

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sta strategia è semplice da realizzare e da comunicare, ma si fonda sull’ipotesi che il campione primario non modifichi la sua lunghezza nel corso del tempo, condizione che a rigore nessun oggetto macroscopico può garantire.

La conseguenza, al limite del paradossale, è che ogni instabilità del campione primario richiede la ritaratura di tutti i campioni derivati e quindi invalida tutte le misurazioni precedenti! Il kilogrammo è l’unica unità ancora definita in questo modo.

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METROLOGIA GENERALE

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FUTEK Advanced Sensor Technology Inc, azienda leader mondiale nelle soluzioni di misura di forza, torsione, coppia mediante celle di carico estensimetriche, presenta il nuovo amplificatore universale USB520.

L’unità si interfaccia direttamente con ingressi estensimetrici mV/V, ingressi analogici +/-10 V, in corrente, 0-20 mA, digitali Encoder, TTL, con caratteristiche di linearità di 0,001% FS, risoluzione a 24 bit e sampling rate 4.800 sps.

Pensato in modo specifico per le misure di forza nei processi industriali di assemblaggio, con caratteristiche di stabilità nel tempo, consente di monitorare costantemente il processo con tutte le funzioni del software SENSIT. Ogni giorno affrontiamo le esigenze di misura in svariati settori dell’industria, della ricerca, fornendo le soluzione più performanti in termini di qualità, accuratezza e affidabilità con costi realmente competitivi.

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N. 03ƒ ;2015 Terza strategia: verso il nuovo SI È con quest’obiettivo che il nuovo SI adotta un’ulteriore strategia, che inverte la priorità: invece di definire le unità e quindi derivare da queste i valori delle costanti fondamentali, fissa i valori delle costanti e ne deriva la definizione delle unità. Dato che il cambiamento non è ovvio, può essere utile arrivare alle nuove definizioni per passi successivi.

Nel caso più semplice, se fosse nota una costante fondamentale k di lunghezza appropriata si potrebbe operare come segue: (i) si stabilisce che per definizione tale costante ha valore 1, con incertezza nulla, se specificata nell’unità di lunghezza del SI; (ii) il metro, in quanto unità di lunghezza del SI, è dunque tale che k = 1 m. Questa struttura a doppia definizione – prima si definisce il valore di una costante e poi l’unità – potrebbe apparire circolare ma non lo è, come questo caso mostra. Si può poi introdurre un fattore moltiplicativo: data una costante di lunghezza k, si stabilisce che per definizione (i) tale costante ha valore n, con incertezza nulla, se specificata nell’unità di lunghezza del SI, e quindi (ii) il metro, unità di lunghezza del SI, è tale che k = n m.

Le definizioni del nuovo SI sono ancora più complesse, dato che sfruttano esplicitamente, come nel caso della seconda strategia, la presenza di un sistema di grandezze, per cui si definisce il metro a partire da una costante fondamentale di velocità. La doppia definizione è perciò: (i) la velocità della luce nel vuoto è esattamente 299 792 458 se specificata in unità di velocità del SI; (ii) il metro è tale che la velocità della luce nel vuoto è esattamente 299 792 458 se specificata in metri al secondo.

Questa struttura di definizione è palesemente più complessa delle precedenti, e senza una presentazione chiara ed efficace potrebbe risultare poco com-

prensibile o circolare (il metro definito, apparentemente, in termini del metro...). Delicata è anche la questione strutturale: il beneficio di costanti fondamentali a incertezza nulla è ottenuto al prezzo di rendere problematico l’eventuale aggiornamento dei valori di tali costanti a seguito di raffinamenti teorici o sperimentali. Anche secondo questa terza strategia, rimane possibile infatti una situazione in cui la disponibilità di nuova conoscenza, attraverso un confronto empirico che non coinvolge valori di grandezze, porti a concludere che la luce nel vuoto ha una velocità diversa da quanto precedentemente supposto. Avendo però fissato per definizione il valore della costante, tale variazione non sarebbe riferibile alla costante stessa, e nemmeno alle unità a essa agganciate: tutte le altre grandezze si ritroverebbero quindi modificate nei loro valori, cosa concettualmente e socialmente non poco problematica.

Per risolvere questo problema, se un ulteriore incremento della complessità strutturale delle definizioni fosse considerato accettabile, le si potrebbe riscrivere in forma esplicitamente parametrica, per esempio: (i) la velocità della luce nel vuoto è esattamente n se specificata in metri al secondo; (ii) il metro è tale che la velocità della luce nel vuoto è esattamente n se specificata in metri al secondo; (iii) allo stato attuale della conoscenza n = 299 792 458.

Se, come oggi pare probabile, ci sarà un nuovo SI basato su questa terza strategia, è auspicabile che i benefici per la comunità scientifica siano comunque ottenuti mantenendo questa fondamentale componente della metrologia comprensibile anche per i non addetti ai lavori: una sfida non banale.

UN PO’ DI BIBLIOGRAFIA

1. W. Bich, Il riassetto del Sistema Internazionale di Unità, Tutto_Misure, 3, 2010, pp. 193-197.

2. W. Bich, Risposta di Walter Bich (I.N.Ri.M.) a un pensionato che si ribella, Tutto_Misure, 2, 2012, p. 147.

3. BIPM, SI Brochure: The International System of Units (SI) [8th edition, 2006; updated in 2014];

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costante fondamentale sia noto con un’incertezza maggiore di zero non abbia nulla di contraddittorio in sé, si potrebbe considerare auspicabile che le costanti fondamentali abbiano un valore stabilito e non incerto.

METROLOGIA GENERALE

www.bipm.or g/en/publica tions/si-brochure.

4. BIPM, Draft Chapters 1, 2 and 3 of the 9th SI Brochure; www.bipm.org/utils/common/ pdf/si_brochure_draft_ch123.pdf.

5. BIPM, On the future revision of the SI; www.bipm.org/en/measure ment-units/new-si.

6. CGPM 2007, On the possible redefinition of certain base units of the International System of Units (SI), risoluzione 12 della 23a CGPM, 2007; www.bipm.org/en/CGPM/ db/23/12.

7. CGPM 2011, On the possible future revision of the International System of Units, the SI, risoluzione 1 della 24a CGPM, 2011; www.bipm. org/en/CGPM/db/24/1.

8. CGPM 2014, On the future revision of the International System of Units, the SI, risoluzione 1 della 25a CGPM, 2014; www.bipm.org/ en/CGPM/db/25/1.

9. J. Gleick, L’informazione. Una storia. Una teoria. Un diluvio, Feltrinelli, 2012.

10. JCGM 200:2012, Vocabolario Internazionale di Metrologia (VIM) Concetti di base e generali e termini associati, 3a ed. (versione 2008 con correzioni minori corrections), Joint Committee for Guides in Metrology, 2012; versione trilingue En, Fr, It: w w w. c e i w e b . i t / i t / l a v o r i normativi-it/vim.html.

11. S. Sartori, Cambiare tutto affinché niente cambi - Nel Sistema Internazionale di Unità come nella Sicilia del Gattopardo, Tutto_Misure, 3, 2010, pp. 199-200.

12. S. Sartori, La rivoluzione nel Sistema Internazionale di unità, Tutto_Misure, 1, 2012, pp. 35-37.

13. S. Sartori, Storia delle misure nella società dal 1875 - Successi, insuccessi e… occasioni perdute, a cura di F. Docchio, M. Gasparetto, L. Mari, Pavia Univ. Press; www.paviauniversitypress.it/ catalogo/storia-delle-misurenella-societa-dal-1875/335.

14. Wikipedia, Proposed redefinition of SI base units; http://en.wikipe dia.org/wiki/Proposed_redefi nition_of_SI_base_units.

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MANIFESTAZIONI EVENTI E FORMAZIONE

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2015-2016 eventi in breve Segnalazione di manifestazioni ed eventi d’interesse 2015

15-18 settembre

Las Palmas, Gran Canaria

18th

16-18 settembre

Torino, Italy

1st

International Forum on Research and Technologies for Society and Industry: Leveraging a better Tomorrow

http://rtsi2015.tr.unipg.it

16-18 settembre

Torino, Italy

1st IEEE International Forum on Research and Technologies for Society and Industries

http://rtsi2015.tr.unipg.it/committees.htm

16-23 settembre

Lviv, Ukraine

Nanomaterials: Applications & Properties’ 2015 (NAP-2015)

www.nap.sumdu.edu.ua/data/NAP-2015/NAP-2015_First_Announcement.pdf

21-24 settembre

Paris, France

17th

www.metrologie2015.com/index-en.html

23-25 settembre

Aachen, Germany

IEEE Workshop on Applied Measurement for Power Systems (AMPS)

26-27 settembre

KL City, Malaysia

Third International Conference On Advances in Mechanical, Aeronautical and Production Techniques www.mapt2015.theired.org - MAPT 2015

29-30 settembre

Roma, Italy

1st IEEE International Symposium on Systems Engineering

http://ieeeisse.org

4-8 ottobre

Reston, USA

IEEE Photonics Conference

www.IPC-IEEE.org

5-7 ottobre

Kracow, Poland

IWSM Mensura

www.iwsm-mensura.org/2015

10-11 ottobre

Zurich, Switzerland

Third International Conference on Advances in Mechanical and Robotics Engineering - AMRE

www.amre.theired.org

12-13 ottobre

Coimbra, Portugal

3rd

15-16 ottobre

Frascati, Italy

Luce, Imaging, Microscopia, Spettri di applicazione, LIMS2015

www.frascati.enea.it/LIMS2015

22-23 ottobre

Benevento, Italy

1st International Workshop on Metrology for Archaeology

www.metroarcheo.com

25-28 ottobre

Guadalajara, Mexico

1st IEEE International Smart Cities Conference (ISC2-2015)

sites.ieee.org/isc2

26-28 ottobre

Tampa, USA

Milcom 2015 -Military Communications Conference

www.milcom.com

30 ottobre-3 novembre Kaohsiung, Taiwan

The International Multi-Conference on Engineering and Technology Innovation 2015 (IMETI2015)

www.imeti.org

1-6 novembre

Austin, USA

30th

1-4 novembre

Busan, Korea

IEEE Sensors 2015

http://ieee-sensors2015.org

2-5 novembre

Miami, USA

6th IEEE International Conference on Smart Grid Communications (SmartGridComm 2015)

http://sgc2015.ieee-smartgridcomm.org

2-4 novembre

Tel Aviv, Israel

IEEE COMCAS 2015 - The 2015 IEEE International Conference on Microwaves, Communications, Antennas, and Electronic Systems

www.comcas.org

10-12 novembre

Santa Barbara, USA

Avionics and Vehicle Fiber-Optics and Photonics Conference 2015 (AVFOP)

http://avfop-ieee.org

IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (IEEE ITSC 2015)

International Congress of Metrology (CIM 2015)

IEEE International Workshop Measurement and Networking (M&N)

http://amps2015.ieee-ims.org

mn2015.ieee-ims.org

www.aspe.net

ASPE Annual Meeting

7th

www.itsc2015.org

www.ijcci.org

12-14 novembre

Lisbon, Portugal

CFP IJCCI 2015 -

21-23 febbraio

Roma, Italy

9th

4-6 marzo

Singapore, Singapore

2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016 (WCSM-2016)

www.bitcongress.com/wcsm2016

14-18 marzo

Dresden, Germany

Design, Automation, and Test in Europe

www.date-conference.com

14-17 marzo

Taipei, Taiwan

2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (IEEE ICIT 2016)

International Joint Conference on Computational Intelligence

2016 International Conference on Biomedical Electronics and Devices (BIODEVICES 2016 www.biodevices.biostec.org

10a

20-21 aprile

Torino, Italy

A&T - Affidabilità & Tecnologie -

4-6 maggio

Madrid, Spain

International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’16)

30 maggio-3 giugno

Nottingham, UK

EUSPEN’s

10-14 luglio

Trento, Italy

18th International Conference on Transparent Optical Network (ICTON 2016)

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16th

edizione

International Conference & Exhibition

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www.icit2016.org www.affidabilita.eu www.icrepq.com www.euspen.eu/OurEvents/Nottingham2016.aspx icton2016.fbk.eu

I SERIALI LA MISURA DEL SOFTWARE

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GUFPI-ISMA Luigi Buglione

Quanto è grande un requisito?

Parte III – Requisiti non-funzionali

WHICH IS THE SIZE OF A REQUIREMENT? PART III – NON-FUNCTIONAL REQUIREMENTS Quantifying NFRs (Non-Functional Requirements) is the second step to get a better estimate of efforts and costs for a project. Not everything can be sized using an FSM method (“what”), but there is the need also to take a look at the “how” to do things, that is the NFR-side. This paper will introduce this interesting complementary view on user requirements, discussing why it is so difficult to reach standardization on that, differently than for what has been done with FSM methods moving from FURs. RIASSUNTO La quantificazione dei NFR (Non-Functional Requirements) rappresenta il secondo passo per stimare sempre meglio l’impegno e i costi di un’attività progettuale. Non tutto può essere ovviamente dimensionato usando un metodo FSM (“cosa”), ma è necessario anche porre attenzione al “come” realizzare le cose, e ciò rappresenta il lato-NFR. Quest’articolo introdurrà questa interessante vista complementare sui requisiti utente, discutendo perchè è così difficile standardizzare tali aspetti, diversamente da quanto già fatto con i metodi FSM partendo dai FUR (Functional User Requirements).

INTRODUZIONE

Nello scorso numero abbiamo discusso dei requisiti utente funzionali (FUR – Functional User Requirement) di un prodotto, relativi al “cosa” un prodotto (software) debba fare [1]. In questo numero affronteremo “l’altro lato dei requisiti”, ovverosia i requisiti non-funzionali (NFR – Non-Functional Requirements), il “come” un prodotto dev’essere pianificato e realizzato. I metodi FSM (Functional Size Measurement) hanno una storia più lunga e pertanto anche una loro standardizzazione è avvenuta in modo apparentemente più rapido, ma analizzeremo anche il perchè di ciò. Come riportato anche nei precedenti articoli, Tom Demarco diceva che “non puoi controllare ciò che non puoi misurare”, ma aggiungevamo che “non puoi misurare ciò che non sai definire” e, tornando un ultimo passo indietro, “non puoi definire ciò che non conosci”. Se questo era applicabile in generale alle funzionalità, diventa ancora più vero per le c.d. non-funziona-

lità di un prodotto, ovverosia in relazione al “come” vorremmo realizzarlo.

I due aspetti sono complementari e per poter effettuare una stima servono entrambi “i lati della storia” per ciascun requisito utente (UR – User Requirement). La Fig. 1 riporta la metafora dello Yin-Yang evidenziando le tre porzioni possibili di ciascun requisito: FUR e NFR (per l’entità “prodotto”) e una terza parte. Un esempio: per produrre un nuovo report (FUR), andrà specificato anche secondo quali modalità (NFR – es: stile grafico, aspetti prestazionali, lettura di tabelle di decodifica, ecc.) e inoltre andranno espressi – al fine di produrre una stima completa e il più possibile affidabile e realistica – le attività e il tempo necessario per gestire tale requisito nell’ambito di un progetto. È possibile però in un progetto di manutenzione richiedere una modifica esclusivamente non-funzionale, dovendosi pertanto valutare la parte NFR di un requisito senza toccare l’aspetto FUR. Ad esempio, effettuare il porting di

un’applicazione verso una tecnologia più moderna è espressione di un solo NFR, senza modificare alcun FUR. Stesso discorso per la richiesta di rendere un portale web “accessibile” in linea con le vigenti normative (c.d. “Legge Stanca”, L. 4/2004): molti giorni di lavoro ma quotando “zero Function Point”. Ciò non è banale, dato che molti committenti considerano i FP quale misura di riferimento per il pagamento di un’ampia parte dello “scope” dei propri progetti (il “valore” di un FP è un “nonsense”, dato che ogni requisito è potenzialmente differente dai precedenti, con distribuzione d’impegno e costi tra lato FUR e NFR differente).

I contratti richiedono software ad-hoc, non produzione seriale: pertanto non può esistere un “requisito standard” con proporzioni e costi/prezzi standard, ma ogni UR va analizzato, valutato e quotato scomponendolo nelle tre parti summenzionate – cfr. negli articoli precedenti il c.d. schema “ABC”. Di qui la necessità di non parlare solo di tecniche FSM, ma anche di altri metodi afferenti gli aspetti non-funzionali che in molti contesti applicativi rappresentano una percentuale significativa dell’impegno e costi di un progetto.

VALUTARE I NFR: UNA BREVE STORIA

Come dicevamo, “non puoi misurare ciò che non sai definire”. Per far ciò, dalla seconda metà degli anni ’70 una serie di modelli hanno elencato i principali attributi di prodotto usando una struttura a 2-3 livelli. Il primo livello definisce una caratteristica (attributo), il GUFPI-ISMA - Gruppo Utenti Function Point Italia Italian Software Metrics Association luigi.buglione@gufpi-isma.org

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ve ISO (ISO/ IEC 25010:2011), che presenta due modelli: uno per la qualità internaesterna del prodotto, e l’altro per la qualità in uso, cercando di catturare i punti di vista dei diversi stakeholder di Figura 1 – Yin-Yang tale prodotto.

Ecco invece una secondo livello un suo dettaglio (sotto- “breve storia” dei principali modelli caratteristica) per arrivare in alcuni per valutare i NFR di un prodotto: casi a un terzo livello, con la definizione di una o più misure utili per catturare l’aspetto quantitativo di quel- VALUTARE I NFR: UN PERCORSO l’attributo qualitativo. Tale struttura ad “IN MOVIMENTO” albero riprende quindi il dettato della tecnica GQM (Goal-Question-Metric) Come si può evincere dalla Tab. 1, il di Basili, ed è stata raffinata nel percorso per valutare (e misurare) la tempo dai gruppi di lavoro ISO nel qualità di un prodotto (software) è MIM (Measurement Information Mo- stata e continuerà a essere più articodel), presente in una delle appendici lata e complessa di quanto non sia della norma 15939:2007 [15], relati- accaduto con i requisiti funzionali. va al processo di misurazione. A tito- Motivo? Semplicemente perchè il lo di esempio s’illustra l’ultimo model- “cosa” fare è relativamente stabile lo di qualità del software in chia- rispetto al “come” farlo, nel nostro ca-

Figura 2 – ISO/IEC 25010:2011: (sopra) qualità interna-esterna; (sotto) qualità in uso

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I SERIALI LA MISURA DEL SOFTWARE

so con una tecnologia che viaggia alquanto veloce, modificando paradigmi e schemi di riferimento con una rapidità maggiore. Pertanto il “definire” qualcosa che cambia – anche se poco – implica un aggiornamento dei modelli e delle tecniche sottostanti.

Basti pensare all’avvento delle GUI (Graphical User Interface) negli anni ’90 e più recentemente degli schermi tattili sui nostri smartphone e tablet dal punto di vista di un utente o alla creazione di architetture di sistemi informativi sempre più complesse, per strati (layer).

L’avanzare di nuove tecnologie allarga lo “scope” delle attività a cui riferirsi e quindi va seguito con interesse quantomeno pari a quanto avviene per gli aspetti funzionali.

DALLA VALUTAZIONE AL DIMENSIONAMENTO DEI NFR: ALCUNE RAGIONI

Concludiamo con una riflessione sul passaggio (necessario) dalla valutazione (qualitativa) al dimensionamento (quantitativo). Per alcuni potrebbe trattarsi di un semplice livello minore o maggiore di granularità nelle valutazioni, utili a derivare stime d’impegno e costi. Un’altra prospettiva però è quella economico-finanziaria, dal punto di vista di un cliente/committente: se non misuri, non è quantificabile quell’aspetto del prodotto software (NFR) e non è possibile considerarlo quale “altro asset” aziendale ammortizzabile quale posta di attivo nel bilancio bensì un mero costo di esercizio da spesare nell’anno fiscale.

Ciò che non misuri, non esiste... I NFR rappresentano pertanto un “oro nero” che va semplicemente “estratto” e che apre nuovi scenari molto interessanti per tutti gli stakeholder di progetto.

Nei prossimi numeri della Rivista proseguiremo l’analisi parlando del metodo IFPUG SNAP, al momento l’unica tecnica che tenta di codificare una nfsu (non-functional sizing unit) per i requisiti non-funzionali di prodotto.

“Price is what you pay. Value is what you get” (Warren Buffett)

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I SERIALI LA MISURA DEL SOFTWARE

Tabella 1 – Metodi per valutare i NFR - un percorso (1977-2015) [2] Nome

Anno

Autore/i

N. Caratt./Sotto-Caratt.

Note/Commenti

FCM

1977

McCall et al. [3]

11 Fattori (3 gruppi), 23 criteri

Relazioni N:M tra elementi

Boehm QM

1978

Boehm [4]

3 caratteristiche al 1° livello, 6 al 2° livello, 15 al 3° livello

–

VAF

1979

Albrecht [5]

10 GSC (General Systems Characteristics)

Fattore di Aggiustamento del Valore al valore di dimensione funzionale

VAF

1983

Albrecht-Gaffney [6]

14 GSC (General Systems Characteristics)

Fattore di Aggiustamento del Valore al valore di dimensione funzionale

FURPS(+)

1987/92

Grady-Caswell [7]

5 caratteristiche, 28 sotto-caratteristiche

–

ISO 9126

1991

ISO [8]

6 caratteristiche, 21 sotto-caratteristiche

–

ISO 9126-1

2001

ISO [9]

6 caratteristiche, 27 sotto-caratteristiche + 4 caratteristiche di “quality-in-use”

2 models (int-ext quality; quality in use)

ISO 21351

2005

ISO [10] [11]

16 caratteristiche

Requisiti Funzionali e Tecnici

ISO 25010

2011

ISO [12]

8 caratteristiche, 31 sotto-caratteristiche + 5 caratteristiche quality-in-use con 11 sotto-caratteristiche

2 modelli (qualità interna-esterna; qualità in uso)

SNAP v1.0

2011

IFPUG [13]

17

Tecnica di misurazione base ISO/IEC 9126

SNAP v2.3

2015

IFPUG [14]

14

Tecnica di misurazione base ISO/IEC 25010

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. L. Buglione, Quanto è grande un requisito? Parte 2: Requisiti Funzionali, Tutto Misure, #01/2015, Maggio 2015, URL: http://goo.gl/mSZkB5.

2. L. Buglione, Some Thoughts on Quality Models: Evolution and Perspectives, ACTA IMEKO TC-4 Conference, Benevento (Italy), Set 2014.

3. J.A. McCall, P.K. Richards, G.F. Walters, Factors in Software Quality, Voll. I, II, III: Final Tech. Report, RADC-TR-77369, Rome Air Development Center, Air Force System Command, Griffiss Air Force Base, NY, 1977.

4. B.W. Boehm, J.R. Brown, H. Kaspar, H. Lipow, G.J. MacLeod, M. Merritt, Characteristics of Software Quality, Elsevier North-Holland, 1978.

5. A. Albrecht, Measuring Application Development Productivity, Proceedings of the IBM Applications Development Symp., Monterey, CA (USA), Oct.1417, 1979, URL: http://goo.gl/wu7UFT. 6. A. Albrecht, J.E. Gaffney, Software Functions, Source Lines of Code, and

Development Effort Prediction: A Software Science Validation, IEEE Transactions on Software Engineering, vol. 9, no. 6, Nov. 1983, URL: http://goo.gl/dBZ90U. 7. R. Grady, D. Caswell, Software Metrics: Establishing a Company-Wide Program, Prentice Hall, 1987, ISBN 0138218447.

8. ISO/IEC, IS 9126:1991 - Information Technology - Software product evaluation – Quality characteristics and guidelines for their use.

9. ISO/IEC, IS 9126-1:2001 - Software engineering – Product quality – Part 1: Quality model.

10. ECSS, Space Engineering – System Engineering: Part 6. Functional and Technical Specifications, European Cooperation for Space Standardization, ECSS-E-10 Part 6A rev.1, October 31 2005, URL: www.ecss.nl.

11. ISO, 21351:2005 - Space systems – Functional and technical specifications.

12. ISO/IEC, IS 25010:2011 Systems and software engineering – Systems and software Quality Requirements and Evaluation (SQuaRE) – System and soft-

ware quality models.

13. IFPUG, SNAP (Software Non-Functional Assessment Process) APM v1.0, Sept 2011, URL: www.ifpug.org.

14. IFPUG, SNAP (Software Non-Functional Assessment Process) APM v2.3, May 2015, URL: www.ifpug.org.

15. ISO/IEC 15939:2007 - Systems and software engineering – Measurement process.

Luigi Buglione è il Presidente di GUFPI-ISMA (Gruppo Utenti Function Point Italia - Italian Software Metrics Association) e Direttore IFPUG Conference & Education. Attualmente lavora in qualità di Process Improvement and Measurement Specialist presso Engineering Ingegneria Informatica spa. È Associate Professor presso l’École de Technologie Supérieure (ETS) di Montréal.

Per ulteriori info: www.gufpi-isma.org

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NEWS

HBM AFFIANCA “CAPE-TO-CAPE 2.0“ CON UNA TECNICA DI MISURA ULTRA-ROBUSTA Attraversare l’Africa e l’Europa in automobile in meno di 10 giorni, percorrendo un tragitto di oltre 17.000 chilometri su una Volkswagen Touareg Cape-to-Cape: questo è l’obiettivo di Rainer Zietlow e del suo team.

Il robusto registratore dati SomatXR di HBM è particolarmente adatto per le esigenze del record mondiale Cape-to-Cape 2.0, poiché offre una registrazione sicura dei dati di misura anche in condizioni estreme, ad esempio con temperature molto basse o elevate, in caso di urti e vibrazioni. Grazie alla chiusura ermetica, il registratore dati è protetto anche da polvere del deserto, umidità o altre influenze esterne.

“Nella vettura Cape-to-Cape 2.0 il dispositivo SomatXR mostra tutti i suoi pregi”, spiega Finn Lange, Product Manager alla HBM. “Il sistema è ultra robusto. I dati di misura all’occorrenza possono essere letti, tramite accesso internet, da ogni parte del mondo”.

Nella Volkswagen Touareg, in uso nel viaggio da record mondiale Cape-to-Cape 2.0, il registratore dati SomatXR acquisisce, oltre alle grandezze di misura date da temperatura e accelerazione, soprattutto i dati degli estensimetri della HBM, installati in più punti dell’asse e delle ruote. Grazie a questo strumento di misura i tecnici del team hanno, in ogni momento, pieno accesso alle informazioni sulla sollecitazione e sullo sforzo del materiale nei componenti critici.

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Il tentativo di record mondiale di questo anno partirà l’11 settembre 2015 da Capo Agulhas in Sudafrica, proseguendo attraverso diversi Paesi africani; in Egitto l’auto verrà poi caricata su un aereo, per essere trasportata in Turchia.

L’obiettivo previsto è quello raggiungere Capo Nord in Norvegia il giorno 21 settembre.

Già l’anno passato il “Team Zietlow” aveva percorso il tragitto in direzione contraria da nord a sud, riuscendo a compiere la traversata in 21 giorni, compreso un lungo stop di riparazione a causa di un incidente.

Con il titolo “Cape-to-Cape 2.0” si cercherà dunque quest’anno di abbassare ulteriormente questo record. Ma si viaggia anche per una giusta causa: 10 centesimi di euro per ogni chilometro percorso verranno donati a un villaggio dei bambini SOS in Tanzania.

Ulteriori informazioni sul tour Cape-to-Cape 2.0 all’indirizzo www.hbm.com/it/c2c2

METROLOGIA LEGALE E FORENSE

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Rubrica a cura dell’Avv. Veronica Scotti (veronica.scotti@gmail.com www.avvocatoscotti.com) e dell’Avv. Fernando Figoni

Uso di strumenti di misura non legali Quali effetti sul contratto?

LEGAL AND FORENSIC METROLOGY This section intends to discuss the great changes on Legal Metrology after the application of the Dlgs 22/2007, the socalled MID directive. In particular, it provides information, tips and warnings to all “metric users” in need of organizations that can certify their metric instruments according to the Directive. 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!

RIASSUNTO Questa rubrica intende discutere i significativi cambiamenti in tema di Metrologia Legale a seguito dell’entrata in vigore del Dlgs 22/2007, altrimenti detto Direttiva MID. In particolare, vuole fornire utili informazioni, consigli e ammonimenti a tutti gli “utenti Metrici” che si rivolgono per reperire informazioni su Enti e organizzazioni notificate per la certificazione del loro prodotto/strumento secondo la Direttiva. La rubrica tratta anche di aspetti etici correlati allo svolgimento di misurazioni legate ad attività in ambito forense (CTU, CTP). Scrivete all’Avv. Scotti o al Direttore, e verrete accontentati!

IL QUADRO

L’intervento dello Stato nell’ambito della misurazione è fondato a definire un sistema uniforme a garanzia della stabilità degli scambi. Il tema è sicuramente di grande importanza, tanto che anche la Costituzione (art. 117 Cost., II co, lett. r) ricorda che la competenza in materia di pesi e misure è riservata in via esclusiva allo Stato.

Ciò rileva sotto un duplice profilo: (i) l’intervento in materia di pesi e misure è correlato a una serie di obblighi, anche internazionali, derivanti da trattati (compresi quelli dell’Unione) che impegnano direttamente la responsabilità dello Stato; (ii) l’applicazione delle norme riguardanti le misure costituisce interesse pubblico di rilevanza generale. Questo è talmente vero che l’unificazione delle misure avvenne già quattro mesi dopo la proclamazione formale del Regno d’Italia con la legge 28 luglio 1861, n. 132, “sui pesi e sulle misure”1.

Dopo poco meno di trent’anni viene approvato il Testo Unico delle leggi sui pesi e sulle misure nel Regno d’Italia (Regio decreto 20 luglio 1890, n. 6991) che contiene una norma particolarmente importante dal nostro punto di vista. Si tratta, infatti, dell’art. 11 che dispone: Ogni convenzione di quantita che non sia di solo danaro, anche per privata scrittura, dovra farsi in pesi o misure legali.

Detta disposizione impone un obbligo specifico in capo a tutti coloro i quali stipulano contratti che contemplano la misurazione di una quantità: si noti come la previsione normativa non faccia alcuna distinzione in merito alla tipologia di contratto ma si riferisca genericamente a una “quantità”2.

Ovviamente una norma di questo genere, a carattere chiaramente imperativo, risponde alla necessità d’imporre l’osservanza delle misure stabilite dallo Stato che diventano obbligatorie e che

sostituiscono le altre misure eventualmente adottate dalle parti. Queste ultime possono essere lecitamente utilizzate soltanto se “tradotte” nelle misure stabilite dallo Stato3.

A fronte dell’imposizione delle misure dallo Stato, il secondo passaggio per garantire l’uniformazione delle misure consiste nella creazione di un sistema di verifica degli strumenti e di soggetti di vigilanza. Di qui l’istituzione dell’Ufficio metrico e la previsione di sanzioni, anche di rango penale, a tutela della pubblica fede, ovvero del ragionevole affidamento della collettività a che le misure vengano effettuate con strumenti corretti.

Sin qui il discorso è del tutto lineare e la letteratura giuridica sul punto è piuttosto ristretta, anche se il tema meriterebbe più attenzione. Di certo non è mancato chi ha voluto dare un’impronta marcatamente “pubblicistica” alla questione.

Si è infatti sostenuto che: nel contratto di compravendita, la quantità della cosa scambiata contro il prezzo, per una situazione di subiettività, voluta cioè dall’ordinamento giuridico, dev’essere espressa in unità di misura legali, come legali devono essere gli strumenti metrici impiegati, e regolare deve esserne l’impiego: come ad esempio la bilancia utilizzata per la determinazione del peso della merce venduta.

Ne consegue quindi che, essendo nel campo della compravendita, l’autonomia negoziale limitata da norme imperative, quelle dell’ordinamento metrico, il negozio giuridico-contratto, quando stipulato in violazione di norma imperativa ovvero inderogabile, è tale da caducarlo nella categoria della invalidità per nullità totale o parziale del negozio stesso: giusta la previsione di cui all’articolo 1354 del Codice Civile4. È chiaro che l’impiego di misure non legali, quali ad esempio il cubito o la pertica, porta alla nullità del negozio

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ro come potrebbe sembrare poiché, fermo restando quanto previsto dal secondo comma, che riguarda specifici requisiti del contratto, i casi disciplinati dal primo e dal terzo comma di fatto si sovrappongono6 e non definiscono i contorni della contrarietà a norme imperative.

Soccorre, al riguardo, la Corte di Cassazione che ha chiarito che un negozio è contrario a norme imperative allorché le parti perseguono con esso uno scopo vietato dall’ordinamento con norme di carattere cogente e inderogabile, ancorché non contengano una sanzione testuale di nullità, purché virtualmente contenute nel sistema7.

Pur nella varietà e difficoltà delle ricostruzioni dell’esatta portata della disposizione, il tema della nullità inquadrato nell’art. 1418 c.c. riguarda quindi la conclusione di un accordo tra le parti, accordo che non merita tutela giuridica. Nel caso che si sta esaminando il problema sta nella modalità di misurazione della quantità oggetto del contratto e non nella sua identificazione.

Né peraltro l’esistenza di norme penali (o amministrative), che sanzionino un certo comportamento, può essere necessariamente reputata come indizio di una nullità.

Affinché la violazione della norma imperativa penale sia di per sé idonea a determinare la nullità, si richiede che il precetto penale vieti direttamente ed espressamente la complessiva funzione economico-sociale del contratto8.

A titolo esemplificativo poniamo il caso di una compravendita di stoffa: le parti che stabiliscano di comprare 5 metri di stoffa concludono un contratto valido, perché vengono utilizzate misure legali, pertanto la conclusione del contratto è del tutto legittima e per nulla affetta da nullità; altro invece è l’esecuzione del contratto, il luogo e il tempo in cui lo strumento di misura (eventualmente non rispondente alla norma) viene utilizzato.

L’orientamento sopra riportato non consente di sostenere una tesi che affermi la nullità del contratto in conseguenza di uso di strumenti non legali nella misurazione. Né potrebbe fare diversamente perché lo strumento non è, di norma, parte della dichiarazione di volontà

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concluso dalle parti (peraltro non soltanto il contratto di compravendita ad avviso di chi scrive, ma qualsiasi contratto). Sarebbe poi interessante verificare se quest’uso (senza la traduzione in misure lecite), comporti la nullità del negozio o la sola sostituzione della clausola nulla con altra valida, come previsto dall’art. 1419 c.c., ovvero con una quantificazione con le misure legali. È vero che l’art. 1367 c.c. prevede che, nel dubbio, il contratto o le singole clausole debbano interpretarsi nel senso in cui possono avere qualche effetto, anziché in quello secondo cui non ne avrebbero alcuno. È però anche vero che la definizione della quantità investe l’oggetto proprio del contratto e si può ritenere che non ci si possa spingere sino a questo punto.

Ma quali conseguenze può avere l’impiego di strumenti non legali? Sembra, a leggere i passi sopra riportati, che anche l’uso degli strumenti non legali possa incidere, viziandolo radicalmente, sul contratto concluso dalle parti.

La tesi ha l’indubbio merito di portare in un’adeguata luce un tema che non ha mai goduto di eccessiva comprensione da parte dei giuristi, ovvero l’importanza degli strumenti di misura.

Nondimeno essa appare eccessivamente rigorosa nel comminare una nullità radicale al contratto concluso.

Secondo una definizione ormai classica, la nullità, nel nostro ordinamento, si pone come strumento utile per disconoscere quelle manifestazioni di volontà in cui risulti compromesso lo stesso volere oppure si realizzi in violazione di uno schema legale5.

La nullità nel nostro ordinamento trova la sua norma cardine nelle disposizioni contenute nell’art. 1418 c.c.: Il contratto è nullo quando è contrario a norme imperative, salvo che la legge disponga diversamente.

Produce nullità del contratto la mancanza di uno dei requisiti indicati dall’articolo 1325, l’illiceità della causa [1343], l’illiceità dei motivi nel caso indicato dall’articolo 1345 e la mancanza nell’oggetto dei requisiti stabiliti dall’articolo 1346 (2).

Il contratto è altresì nullo negli altri casi stabiliti dalla legge.

L’art. 1418 c.c., in realtà, non è chia-

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delle parti ma lo è solo la quantità9.

Dunque, quali sono le conseguenze dell’uso di strumenti non legali?

Dipende naturalmente anche dalle conseguenze che quest’uso ha avuto sull’esecuzione del contratto. Di certo, se l’esito è stato una determinazione inesatta della quantità siamo di fronte a un inadempimento contrattuale che può dare luogo alla risoluzione del contratto o alla richiesta di esecuzione in forma specifica o, in caso di dolo essenziale da parte di uno dei contraenti (art. 1439 c.c.), alla richiesta di annullamento del contratto.

NEL PROSSIMO NUMERO DI TUTTO_MISURE NEWS

Nel prossimo numero di Tutto_Misure News, online a ottobre, sarà pubblicata la testimonianza dell’Avvocato Massimo Triboldi, protagonista della vicenda giudiziaria che ha portato alla ormai famosa sentenza della Corte Costituzionale che sancisce l’obbligatorietà delle tarature periodiche degli Autovelox, correggendo una stortura tutta italiana.

NOTE 1

G. Napolitano, Le norme di unificazione economica, in Riv. trim. dir. pubbl., 1, 2011, pp. 97 e ss.

2 A. Amorth, voce Pesi e Misure, in Enc. Dir., XXXIII, p. 612.

3 A. Amorth, ivi, pp. 611-13.

4 S. De Falco, R. Passariello, Qualità, certificazione e prove. Guida alla qualificazione di processo, prodotto e servizio, Milano, 2009, p. 192.

5 R. Tommasini; Nullità (dir. priv.), in Enc. Dir., XXVIII, p. 875.

6 V. Roppo, Il contratto, Milano, 2001, p.

746.

7 Cass. 9 dic. 1960, in Temi nap. 1961, I, 478; 13 mag. 1977, n. 1901.

8 F. Vassalli, In tema di norme penali e nullità del negozio giuridico, in Riv. critica del diritto privato, 1985, p. 467.

9 Nell’ipotesi diversa in cui lo strumento specificatamente utilizzato o da utilizzarsi secondo gli accordi delle parti fosse oggetto del contratto, divenendone parte essenziale e risultasse invece non legale, si potrebbe profilare una nullità del contratto.

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NEWS

HxGN LIVE SBARCA A HONG KONG (18-20 NOVEMBRE) Aperte le iscrizioni alle sessioni Metrology/ Manufacturing della conferenza internazionale di Hexagon per l’area APAC Hexagon Metrology, leader nella fornitura di soluzioni per la produttività industriale, ha diffuso ulteriori informazioni sulle sessioni Metrology/Manufacturing, in occasione dell’evento HxGN LIVE che si terrà a Hong Kong a novembre.

HxGN LIVE è la conferenza internazionale dedicata agli utenti dei prodotti Hexagon, un forum che offre l’opportunità di accedere a molte informazioni sulle ultime tendenze nel campo delle tecnologie geospaziali e industriali. Con l’obiettivo di aiutare le aziende a sfruttare il potenziale delle nuove tecnologie, le sessioni Metrology/Manufacturing si propongono di mostrare ai clienti come lavorare più velocemente e con maggiore sicurezza, garantendo alta qualità e produttività. Le sessioni saranno orientate alle tendenze specifiche dei settori automotive, aerospaziale e dell’elettronica, dell’industria pesante e dell’energia, delle attrezzature, delle macchine utensili e dell'automazione.

Oltre 3.500 persone da oltre 70 paesi hanno partecipato alla precedente edizione, tenutasi a Las Vegas nel giugno scorso; la prossima edizione di Hong Kong sarà anche la prima assoluta in Asia. Con una base di clienti estesa e in crescita in tutta la regione, Hexagon Metrology è pronta a cogliere l’opportunità d’impegnarsi ulteriormente con i professionisti del settore manifatturiero e i leader locali, offrendo la possibilità d’influire sul continuo sviluppo delle tecnologie che contribuiscono al successo.

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“La rapida crescita del mercato in Asia e in Cina, in particolare, attira l’attenzione di tutto il mondo”, ha spiegato Norbert Hanke, presidente e CEO di Hexagon Metrology. “Uno dei principi fondamentali della nostra azienda è il fatto che noi andiamo là dove si trovano i nostri clienti, quindi siamo molto entusiasti di portare HxGN LIVE a Hong Kong, a novembre. È una grande opportunità per i clienti e i dipendenti, che potranno discutere nuove idee. Saremo entusiasti d’incontrare moltissime persone nel corso dell'evento”.

HxGN LIVE promette tre stimolanti giornate dense d’interessanti interventi, sessioni illuminanti ed eventi di networking per il settore, insieme a nuove anteprime tecnologiche e consulenze di esperti. Hexagon Metrology proporrà anche una dimostrazione delle principali caratteristiche dalla sua estesa gamma di prodotti, nell’area The Zone.

HxGN LIVE Hong Kong si svolgerà dal 18 al 20 novembre 2015: le iscrizioni sono già aperte su hxgnlive.com.

Per ulteriori informazioni è possibile rivolgersi ai contatti Hexagon Metrology. Si possono anche visualizzare online gli elementi salienti della manifestazione di Las Vegas, all’indirizzo hxgntv.com.

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Rubrica a cura di Franco Docchio e Alfredo Cigada

Dalle Associazioni Universitarie di Misuristi Notizie da GMEE e GMMT

THE ITALIAN UNIVERSITY ASSOCIATIONS FOR MEASUREMENT This section groups all the significant information from the main University Associations in Measurement Science and Technology.

RIASSUNTO Questa rubrica riassume i contributi e le notizie che provengono dalle maggiori Associazioni Universitarie che si occupano di scienza e tecnologia delle misure.

GMEE: GRUPPO MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE

Giovanni Betta nuovo Rettore dell’Università di Cassino!

Pubblichiamo con grande soddisfazione la notizia che il Socio GMEE Giovanni Betta, già Preside della Facoltà d’Ingegneria dell’Università di Cassino, e Past President della nostra Associazione, è stato eletto alla carica di Rettore della sua Università con decorrenza 1 Novembre 2015. Al neoeletto Rettore vanno le congratulazioni vivissime della Rivista e di tutta la comunità dei Misuristi, che vedrà in Giovanni un prezioso testimone delle nostre attività nelle prestigiose sedi in cui sarà chiamato a operare. Buon lavoro, Rettore!

Consiglio Direttivo dell’Associazione GMEE Il Consiglio Direttivo del GMEE si è riunito in data 22 giugno 2015 presso l’Aula Seminari della Sezione d’Ingegneria Civile del Dipartimento d’Ingegneria dell’Università di

Roma 3. Di seguito riportiamo un riassunto dei lavori.

In apertura il Presidente Petri comunica al Consiglio che il Collega Giovanni Betta è stato eletto Rettore dell’Università di Cassino e del Lazio Meridionale. Seguono le congratulazioni e gli auguri di buon lavoro da parte dell’intero Consiglio. Comunica poi che è stato recentemente ripubblicato l’elenco degli indicatori bibliometrici relativi al 2014 per le Riviste d’interesse del GMEE. Rispetto al l’anno scorso si rileva, in generale, una sostanziale conferma o un ulteriore, anche se contenuto, miglioramento.

probabile modifica di alcuni degli indicatori (mediane) e la loro sostituzione con altri. A questo punto la proposta di riprendere il documento sulla valorizzazione delle attività di Ricerca dei Soci GMEE, redatto dal Comitato di Coordinamento qualche anno fa, è molto ragionevole e opportuna.

Situazione soci Petri ha ricordato brevemente al Consiglio la situazione dei Soci soffermandosi in particolare sulla situazione dei soci più giovani che stanno purtroppo diminuendo.

Stato delle iniziative Per quanto riguarda il sito Web del GMEE, Lazzaroni ha informato il Consiglio che non vi sono novità di rilievo. È in fase di aggiornamento l’elenco dei membri e dei responsabili di sede.

Per il Premio di Dottorato “Carlo Offelli” Petri ha riferito che pervenuta solo la domanda del socio Marco Prioli. I componenti della Commissione, composta come previsto dal regolamento, hanno inviato la loro valutazione nella quale hanno confermato l’elevata qualificazione scientifica della tesi. La Commissione ha quindi deciso di attribuire il Premio Carlo Offelli 2015 al socio Prioli dell’Unità Politecnico di Milano, a cui vanno le congratulazioni del Consiglio.

Petri ha poi informato che sono pervenute due domande per la Borsa di Ricerca all’estero. La Commissione, composta dai soci Angrisani, Sansoni e Savino, ha valutato molto positivamente entrambe le proposte presentate. Al termine dei lavori la

Situazione nazionale alla luce delle iniziative ministeriali, ANVUR e CUN Petri informa il Consiglio che il giorno 8 maggio 2015 c’è stato un incontro a Milano, presso i locali del Politecnico, dei rappresentanti dei Settori Scientifico-Disciplinari afferenti al Macrosettore 09/E. Passa quindi a illustrare il documento contenente il resoconto di tale riunione e le azioni che sono state proposte anche alla luce della nuova normativa inerente le chiamate di Professori Universitari, che equipara gli abilitati di tutta la Macroarea ai fini dell’eleggibilità alla partecipazione ai Concorsi Locali.

I componenti Narduzzi e Betta hanno poi fornito ragguagli sulle ultime attività in sede ANVUR, con la franco.docchio@unibs.it

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Commissione, a maggioranza, ha deciso di assegnare la Borsa di Studio per l’estero 2015 a Guglielmo Frigo dell’Unità di Padova. Il Consiglio si è congratulato con il vincitore.

Il Direttore della Rivista Tutto_Misure Docchio ha illustrato al Consiglio lo stato della Rivista. La rivista sfogliabile è ormai operativa all’indirizzo www.issuu.com/TuttoMisure. Sono state presentate le statistiche sul numero dei lettori, pagine visitate, tempo di accesso alle pagine, ecc. In par ticolare, risultano positivi i “click” sulle pagine.

Si segnalano però ancora poche condivisioni. Il bilancio della rivista è per la prima volta in attivo da alcuni anni. A partire dal numero 2/2015, la rivista non è più inviata in formato cartaceo ai soci GMEE. Riunione annuale 2015 Ferrero ha illustrato l’organizzazione della riunione annuale dell’Associazione che si terrà a Lecco nei giorni 10-12 settembre. In particolare, la sessione congiunta con il GMMT prevede tre coppie di presentazioni su tematiche d’interesse comune ai due Gruppi, al fine di favorire la conoscenza reciproca e la collaborazione.

Petri ha ricordato poi è previsto uno spazio riservato per la presentazione di proposte di white papers su specifici ambiti di ricerca. A oggi sono pervenute 2 proposte, una dall’Unità di Cagliari sulla tematica delle smart grids e una dall’Unità di Catania, nell’ambito dei sensori. Il contenuto del white paper sarà poi presentato alla riunione annuale del 2016.

Scuola di dottorato “Italo Gorini” 2015 Graziani ha illustrato il programma dell’edizione 2015 della Scuola Gorini, che si terrà a Catania, anche in collaborazione con il colleghi del GMMT in qualità di Relatori. Le lezioni saranno in lingua inglese. Risultano iscritti a oggi 25 allievi di cui 5 non italiani.

Progetto DI.TR.IM.MIS. Daponte ha illustrato lo stato di avanzamento delle attività del proget-

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SPAZIO ASSOCIAZIONI UNIVERSITARIE MISURISTI

to RIDITT, che è ormai alla fase di ren- visti 4 RTDA e 4 RTDB. I collaboratodicontazione. Il Consiglio ha preso ri giovani coinvolti ufficialmente in atto. attività didattiche sono in numero trascurabile.

Nuovi coordinatori delle Linee Dall’approfondita discussione seguita di ricerca emerge che un numero significativo Petri ha ricordato che, in base al rego- di posizioni non sono state ancora lamento, nella riunione di giugno il segnalate. Si decide quindi di proseConsiglio è chiamato a proporre i guire con l’indagine al fine di ottenenuovi coordinatori delle linee di ricer- re valori più significativi. Emerge ca, da presentare all’assemblea dei anche l’opportunità di verificare con Soci di settembre per l’elezione. In le Unità la tipologia di fondi utilizzabase alla delega ricevuta dal Consi- ti per la copertura delle posizioni di glio durante l’ultima riunione il Presi- RTDA. dente, in collaborazione con il Segretario e il Past President, dopo aver Varie ed eventuali sentito la disponibilità dei colleghi Ferrero ha aggiornato il Consiglio sulcoinvolti, ha presentato al Consiglio l’iniziativa Delta Mu (www.delta la seguente proposta per i nuovi coor- mu.fr), organizzazione francese di formazione in Metrologia che ha ottedinatori: Dopo breve discussione, il Consiglio nuto un finanziamento per costituire ha approvato all’unanimità la propo- una srl in Italia, alla quale il GMEE potrebbe fornire supporto scientificosta presentata. intellettuale. Con il supporto di A&T è stata avviata un’indagine di mercato Indagine sui giovani ricercatori Petri ha ricordato quanto deliberato mirata a identificare l’ampiezza di un nel precedente Consiglio in merito a potenziale mercato italiano per attiviun’analisi a livello nazionale della tà analoghe a quelle svolte in Francia presenza di Soci giovani nelle varie da Delta Mu. Unità del GMEE. Daponte ha illustra- I risultati dell’indagine saranno deto brevemente lo stato dell’indagine. terminanti per le decisioni sull’avvio Al momento hanno risposto molte dell’iniziativa di collaborazione.

Unità, anche se non tutte. I dati rac- Ri guardo alla costituzione della colti hanno permesso di censire: 2 nuova società, Delta Mu intende iniRTDA, 2 RTDB, 26 collaboratori con ziare l’attività nel 2016. Al GMEE PhD, 26 allievi di dottorato, 17 col- può quindi essere richiesto un impelaboratori a vario titolo, ma senza gno già a partire dal prossimo PhD. Nei prossimi tre anni sono pre- autunno.

Linea di ricerca

Attuale Coordinatore

Proposta di nuovo Coordinatore

Fundamentals of measurement and metrology

Luca Mari

Nicola Giaquinto

Measurement signals and data

Roberto Ottoboni

Claudio Narduzzi

Measurements for quality and innovation management

Lorenzo Peretto

Loredana Cristaldi

Measurement for characterization of components and systems

Carmine Landi

Pasquale Arpaia

Measuring systems and instrumentation

Aldo Baccigalupi

Bernardo Tellini

Sensors and transducers for measurement

Salvatore Baglio

Bruno Andò

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GMMT: GRUPPO MISURE MECCANICHE E TERMICHE

Successo del Progetto “WAKE-up”, Wearable Ankle Knee Exoskeleton dei Ricercatori dell’Università di Roma La Sapienza Il progetto di ricerca condotto dai colleghi dell’Università di Roma “La Sapienza”, coordinati dal Prof.

Paolo Cappa, finanziato da IIT, nell’ambito del bando ‘Project Seed’, e dal Ministero della Salute, nell’ambito del bando ‘Technology Assessment’, ha come scopo lo sviluppo di un esoscheletro per gli arti inferiori di bambini con paralisi cerebrale.

L’esoscheletro è composto da modulo di ginocchio e di caviglia, progettato per assistere il soggetto in maniera sinergica durante il cammino. Per la realizzazione del prototipo sono stati sviluppati protocolli di controllo basati sull’identificazione del cammino ed è stata utilizzata la tecnica del reverse engineering (rilievo della su perficie della gamba del paziente con sistema di scansione laser e stampante 3D).

Il dispositivo prototipale è stato preliminarmente testato presso il Reparto di Neuroriabilitazione Pediatrica dell’Ospedale Pediatrico Bambino Gesù su bambini con emiplegia, verificandone la funzionalità. Sono in corso le prove sistematiche.

Il progetto è stato presentato alla Call for ideas “Competitività e Semplificazione” della Federazione Nazionale Cavalieri del Lavoro (h t t p : / / c a v a l i e r i d e l l a v o ro . italiacamp.com) e tra più di 70 progettì è stato premiato come terzo.

Al seguente link è scaricabile il filmato della premiazione: http://video.ilsole24ore.com/ TMNews/2015/20150629_ video_14393938/00033162cavalieri-del-lavoro-tre-progettiper-innovare-le-imprese.php

Sintesi dell’intervento del Presidente GMMT Michele Gasparetto al Convegno annuale di Lecco L’assemblea annuale del Gruppo è tradizionalmente l’occasione per fare il punto sulla situazione dell’organico, e quest’anno sarà possibile fare il punto sugli effetti che la legge Gelmini e le varie leggi di spesa hanno provocato.

Le note dolenti non sono poche: quest’anno lo stanziamento globale a favore dell’Università, il cosiddetto FFO, ha raggiunto il suo valore minimo a partire dal 2006; è stata abolita la cosiddetta ricostruzione della carriera così che i nuovi assunti sconteranno un grave ritardo nella progressione stipendiale; gli stipendi universitari, unici in tutto il comparto statale del personale non contrattualizzato, sono bloccati oramai da cinque anni; sono state definitivamente bloccate le immissioni in ruolo dei Ricercatori; per ogni quattro Professori Ordinari pensionati è possibile assumerne solo uno e, fino all’anno scorso, solo uno ogni dieci. Il risultato di questi ultimi due provvedimenti, come si può vedere dal diagramma, è che nel giro dei prossimi cinque anni avremo circa quattromila pensionamenti di Ordinari con solo mille rimpiazzi, che l’età media dei ricercatori, ora pari a più di 48 anni, supererà i cinquantadue anni.

Anche l’apparente migliore situazione del ruolo dei Professori Associati è dovuta a una legge ad hoc che ha imposto di utilizzare parte del FFO per le loro assunzioni, senza peraltro prevedere stanziamenti aggiuntivi.

L’unica nota positiva è che si sono infine svolte, dopo 5 anni di blocchi dei concorsi, le prime due tornate delle abilitazioni nazionali a concorrere a posti di Professore Associato o Ordinario. Per quanto riguarda le Misure Meccaniche e Termiche sono stati abilitati a posti di Associato 12 concorrenti, a posti di Ordinario 7 concorrenti; tuttavia sono a ora inquadrati solo 6 Associati, e un concorso è in atto, ma nessun nuovo Ordinario, come atteso dalla analisi prima svolta.

Per quanto riguarda infine le nuove posizioni di Ricercatore a tempo determinato abbiamo sei nuovi ricercatori che, malgrado tutto, e per fortuna, continuano a credere nell’Università in Italia. Come si può ben capire il bilancio non è per niente entusiasmante. Se il Governo non riprenderà a pensare all’Università come a una risorsa irrinunciabile per il progresso del Paese invece che come a una voce di spesa da ridurre il più possibile, non potremo che assistere a un irrimediabile impoverimento dell’Università, e a una rinnovata fuga verso l’estero dei nostri più motivati giovani allievi.

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NEWS

NUOVO DATALOGGER WIRELESS PER MONITORAGGIO DI GRANDEZZE FISICHE Il sistema di datalogging wireless Delta OHM serie HD35xx permette di monitorare una molteplicità di grandezze fisiche nei più svariati campi di applicazione.

Sono disponibili datalogger per il monitoraggio di Temperatura – Umidità relativa – Pressione atmosferica – Pressione differenziale – Illuminamento (lux) e irradiamento (UV) – Monossido di carbonio (CO) – Biossido di carbonio (CO2) – Accelerazione – Corrente 4 ÷ 20 mA – Tensione 0 ÷ 1 V o 0 ÷ 50 mV – Pt100 / Pt1000 – Termocoppie K, J, T, N, E. Alcuni modelli calcolano anche grandezze derivate: temperatura del punto di rugiada, di bulbo umido, umidità assoluta, rapporto di mescolanza, pressione di vapore parziale.

Il sistema è composto da unità base, sensori con datalogger (fino a 255 per ogni unità base), eventuali ripetitori (coprendo così distanze

fino a 1.500 metri in campo aperto) e unità di controllo (permette il controllo in uscita a contatto pulito a relay o potenziometrica).

Il segnale è anche gestibile in rete Ethernet, anche via WiFi, con protocollo Modbus o può comunicare via GPRS inviando anche messaggi SMS e Mail di allarme. La batteria permette un utilizzo senza alimentazione fino a 3 anni. I datalogger sono conformi alla normativa EN 12830 e il software PLUS opera in accordo alle raccomandazioni del FDA 21 CFR parte 11.

Tra i campi di applicazione del sistema, ricordiamo: settore alimentare (contenitori refrigerati, banchi frigo, celle frigorifere, produzione e trasporto alimenti), strutture sanitarie e farmaceutiche (sale bianche, laboratori, conservazione farmaci, monitoraggio incubatori, EN 12830), serre, analisi ambientali (qualità dell’aria, fotovoltaico, meteorologia, idrologia), sale museali e archivi, trasporto di merci deperibili e fragili (monitoraggio degli urti subiti mediante misura dell’accelerazione), condizionamento dell’aria e Building Intelligence, luoghi pubblici in generale (scuole, enti, fiere, sale convegni, grande distribuzione).

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NUOVO CENTRO DI TARATURA ACCREDITATO ITALIANO PER PRESSIONE IN MEZZO GASSOSO Dal 14 maggio 2015 ATEQ Italia è diventato Centro di Taratura ACCREDIA LAT N. 245. Il Laboratorio è situato all’interno della sede di ATEQ ITALIA, a San Donato Milanese.

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centro in Italia.

Con questo prestigioso traguardo, ATEQ Italia è ora in grado di fornire ai propri clienti un servizio diretto e completo a 360 gradi.

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LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

▲ Roberto Costa, Giancarlo Cerretto, Elena Cantoni, Gianluca Fantino

Sistemi di generazione, disseminazione e monitoraggio del “tempo campione” italiano

– le misure d’intervallo di tempo tra i segnali provenienti dagli orologi in dotazione (i sistemi di disseminazione, i dispositivi in taratura) e l’UTC(IT) di riferimento; – il prelievo dei parametri di stato interni agli orologi atomici, per consentire un’analisi predittiva delle anomalie e prevenire eventuali guasti degli stessi; – il prelievo dei parametri ambientali da una centralina meteo installata RIASSUNTO nel LTF con sonde poste nelle sale Il laboratorio di Tempo e Frequenza dell’I.N.Ri.M. (LTF) realizza l’unità di controllate; misura del secondo per l’Italia. La scala di tempo italiana UTC(IT) è gene- – le misure effettuate dai sistemi di sinrata grazie a un maser all’idrogeno supportato da oscillatori atomici com- cronizzazione satellitare GPS (Global merciali e da campioni primari a fontana di cesio, e utilizza sistemi satelli- Positioning System) e TWSTFT (Twotari per confrontare UTC(IT) con i più importanti laboratori NMI. Way Satellite Time and Frequency Di seguito si descriverà l’attività sviluppata per rendere più robusti e affi- Transfer), che consentono un confrondabili i sistemi di generazione e disseminazione del “tempo campione”. to delle scale di tempo dei diversi NMI (National Metrological Institutes); – i bollettini IL LABORATORIO DI TEMPO con le miE FREQUENZA DELL’I.N.Ri.M. sure degli orologi atoIl LTF dell’I.N.Ri.M. realizza e rende dismici da inponibile agli utenti il campione nazioviare quotinale di tempo UTC(IT), cioè il riferimendianamento legale dell’ora per l’Italia. Esso è te e mensilmantenuto in accordo con l’UTC intermente al nazionale (Universal Time Coordinated) BIPM. QueFigura 1 – Sala di controllo del LTF sto consene contribuisce alla scala di tempo atomica TAI (International Atomic Time) garantire la stabilità termica. Si è te di effettuare un confronto inter-laborarealizzata dal Bureau International des aggiornato l’impianto elettrico, con torio, in pratica, in “tempo reale”.

Poids et Mesures (BIPM) di Parigi. Nel un nuovo quadro di controllo e con Le misure vengono effettuate, con LTF sono presenti sistemi di dissemina- l’introduzione di nuovi UPS per man- cadenza oraria, da un Time Interval zione del campione nazionale e servizi tenere la continuità elettrica in caso Counter (TIC) utilizzando come riferimento il segnale di UTC(IT). Un multisperimentali del nuovo sistema di navi- di blackout [1]. plexer coassiale commuta sul TIC i gazione satellitare europeo Galileo. Il diversi segnali da misurare. Il tutto è LTF è formato da più locali: la sala di controllato da un software dedicato controllo (Fig. 1), la sala in cui sono DATA MANAGEMENT SYSTEM custoditi i sei oscillatori a fascio di (DMS) cesio, quella dove sono presenti i quattro maser attivi all’idrogeno, e il Labo- Il DMS è il nuovo sistema d’acquisi- Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica ratorio di Radionavigazione (LRN) dove zione e gestione dati del LTF (Fig. 2). (I.N.Ri.M.) - Torino sono custoditi i ricevitori satellitari geo- A differenza del sistema precedente, r.costa@inrim.it, detici GNSS. il DMS è basato su un database g.cerretto@inrim.it, In questi locali sono stati sostituiti i mySQL e si occupa di effettuare e e.cantoni@inrim.it, f.fantino@inrim.it sistemi di condizionamento per memorizzare: SYSTEMS FOR THE GENERATION, DISSEMINATION AND MONITORING OF THE ITALIAN STANDARD TIME The I.N.Ri.M. Time and Frequency Laboratory (LTF) realizes the reference unit of the standard time for Italy. The Italian time scale UTC(IT) is generated with a hydrogen maser supported with commercial atomic frequency standards and atomic cesium fountains, and synchronization satellite systems are used for the comparison of UTC(IT) with the most important NMI laboratories.

We here describe the activities developed to ensure a more robust and reliable generation and dissemination of the “standard time”.

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LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

in stretto accordo con il Tempo Universale Coordinato (UTC). Il valore di correzione di frequenza viene applicato dagli operatori al momento opportuno, sulla base di precise considerazioni, mentre la deriva di frequenza è compensata automaticamente mediante correzioni periodiche da un software di controllo dedicato.

In Fig. 3 è rappresentato l’andamento della scala di tempo italiana UTC(IT) (grafico blu) rispetto all’UTC internazionale per il secondo semestre 2014, anno in cui questa nuova catena di generazione è stata messa in servizio. Si può osservare il buon risultato in termini di accuratezza e stabilità in confronto alle scale di tempo dei più importanti NMI, come ad esempio il tedesco PTB (grafico nero) o lo statunitense USNO (grafico viola).

Per rendere “completamente” automatico il sistema si sta studiando un metodo che consenta di calcolare i dati di correzione sulla base di diverse informazioni in ingresso, prenFigura 2 – DMS (Data Management System) dendo in considerazione le valutazioni dei bollettini BIPM, installato su un PC industriale, e le ma anche i dati di tutti gli orologi atomisure sono memorizzate in un’apposita NAS. Si è studiato il sistema in modo da renderlo per quanto possibile stabile, affidabile e modulare per eventuali applicazioni future.

mici a disposizione del LTF (maser e cesi), oltre ai dati provenienti dal campione primario di frequenza a fontana di cesio criogenica.

Inoltre, per rendere più robusto il sistema, si pensa di creare catene parallele di generazione, con più maser e AOG, mantenute in accordo in fase e frequenza. Un sistema di commutazione intelligente manderà “in linea” la catena di generazione migliore, utilizzando le altre come riserve attive.

Questo sistema è già in fase di sperimentazione [2].

AGGIORNAMENTO DEI SISTEMI DI DISSEMINAZIONE

I sistemi di disseminazione attualmente implementati nel LTF sono il segnale SRC radiotrasmesso dalla RAI (Segnale RAI Codificato), e il sistema NTP (Network Time Protocol) utilizzato per le reti di calcolatori.

Inoltre, viene garantita un’attività di certificazione della strumentazione di timing a servizio del tessuto industriale nazionale.

Per quanto riguarda il servizio SRC sono stati realizzati nuovi orologi generatori del segnale orario in sostituzione dei vecchi modelli, oltre a sistemi di monitoraggio del segnale SRC, che prevedono controlli sia sui se gnali generati dal l’I.N.Ri.M. che su quelli ri cevuti dalle trasmissioni RAI.

IL SISTEMA DI GENERAZIONE DELLA SCALA DI TEMPO UTC(IT)

L’attuale sistema di generazione della scala di tempo UTC(IT) è basato su un segnale a 5 MHz di un maser all’idrogeno inviato a un dispositivo Auxiliary Output Generator (AOG), che consente di effettuare periodiche operazioni di correzione di frequenza e di deriva di frequenza sul segnale in ingresso, dette di “steering della scala”, effettuate sulla base di valutazioni (settimanali e mensili) dell’UTC(IT) provenienti dal BIPM. Questo consente di mantenere la scala

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SISTEMI DI MONITORAGGIO DEL LABORATORIO

Figura 3 – Andamento della scala di tempo italiana UTC(IT) e di altre nazioni (secondo semestre 2014)

Nella metrologia del tempo e della frequenza, a differenza di altre metrologie, si effettuano confronti inter-laboratorio internazionali continui, di fatto in tempo reale.

Lo scambio giorna-

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liero di dati e informazioni con il BIPM per il monitoraggio continuo di UTC(IT), attivo da circa due anni, è un esempio pratico. Nel corso del tempo, tutti questi scambi di dati ha portato allo sviluppo di un sistema di gestione dei file evoluto. Si è cercato di realizzarlo estremamente configurabile. Una NAS da 4 TByte in RAID4 è il supporto fisico dove memorizzare i dati.

Questo sistema, nominato FMS (File Management System), comunica tramite una rete LAN privilegiata. Server dedicati gestiscono automaticamente i flussi di file con meccanismi a tentativi multipli, per garantire la consistenza dell’archivio, sistemi di “recovery” e notifica automatica delle anomalie (mediante e-mail).

Oltre all’FMS, un nuovo sistema di elaborazione e monitoraggio MoPro, (Monitoring and Processing) è stato progettato su piattaforma Windows e LINUX. Un software denominato UP (Universal Plotter), consente la generazione automatica di grafici per il monitoraggio dei parametri di controllo più sensibili del LTF. Una pagina web, sviluppata per gli operatori del Laboratorio, visualizza i grafici a disposizione. Esempi di questa pagina web e di altri sistemi di controllo, sono presenti in Fig. 4.

Queste informazioni sono utilizzabili anche dai sistemi portatili come smartphone, iphone, ecc., in modo da consentire un controllo remoto e “mobile” dei servizi più importanti.

Un altro sistema utilizzato per il controllo della scala di tempo italiana è l’algoritmo magicGNSS ODTS (Orbit Determination and Time Synchronization), basato sulle misure di un network internazionale di ricevitori satellitari GNSS installati presso Istituti di Metrologia. Il sistema è stato sviluppato dalla ditta GMV Innovating Solution (Madrid) in collaborazione con il LTF. L’I.N.Ri.M. partecipa al network con una stazione GPS geodetica permanente IGS (International GNSS Service) e altri 6 ricevitori geodetici multiGNSS (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou) installati nel LRN e utilizzati per il confronto remoto delle scale di tempo (latenza ridotta).

LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

il quadro delle alimentazioni elettriche e gli UPS in dotazione.

Inoltre, i locali del LTF sono dotati di un sistema di videosorveglianza a CCTV (Closed Circuit Television) accessibile via internet per il controllo remoto (Fig. 5).

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. G. Cerretto, R. Costa, G. Fantino, E. Cantoni, I. Sesia, G. Signorile, P. Tavella, “I.N.Ri.M. Time and Frequency Laboratory: Figura 4 – Monitoraggio remoto del LTF su pagina web an update on the status con tecnica TWSTFT, GPS e con GMV magicGNSS and on the ongoing (anche mediante smartphone) enhancement activities”, Proc. of PTTI‘14 DIAGNOSTICA REMOTA (Precise Time and Time Interval Meeting) Boston (USA).

Nel LTF è presente un sistema auto- 2. G. Signorile, P. Tavella, D. Calonico, matico di notifica delle anomalie, F. Levi, G. Costanzo, G. Cerretto, R. basato su un Controllore Logico Pro- Costa, E. Cantoni, I. Sesia, “Preliminary grammabile (PLC), che consente al step for a UTC(IT) steering algorithm personale di ricevere messaggi e- based on the ITCsF2 primary frequency mail, SMS o telefonate d’allarme pre- standard measurements”, Proc. of registrate, in caso di problemi.

EFTF‘15 (European Time and Frequency Vengono monitorati via internet anche Forum) Denver, Colorado (USA).

Figura 5 – Sistema di videosorveglianza del LTF

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LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

Roberto Costa è laureato in Ingegneria Elettronica al Politecnico di Torino. Dal 1999 è coinvolto nelle attività del LTF dell’I.N.Ri.M. Si occupa dell’attività di taratura e certificazione e del mantenimento del campione nazionale di tempo, dei sistemi di disseminazione e monitoraggio e degli orologi atomici in dotazione al LTF. Dal 2009 è referente per la qualità della Divisione.

NEWS

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Gianluca Fantino è laureato magistrale i n Ingegneria delle Telecomunicazioni e ha il Master al Politecnico di Torino. Dopo la Laurea è coinvolto nell’attività del LTF dell’I.N.Ri.M. in qualità di esperto informatico.

KISTLER ITALIA TRIPLICA! È stata inaugurata nello scorso luglio la nuova e prestigiosa sede milanese di Kistler Italia, che occupa una superficie più che tripla rispetto alla precedente sede italiana, dalla quale viene coordinato e gestito il business della Regione Sud Europa e Middle East, che serve oltre 1.000 clienti in oltre 30 Nazioni: Italia, Penisola Iberica, Ticino, Balcani, Grecia, Turchia, Azerbaijan, Iran e tutta la Penisola Arabica (Oman, Qatar, Kuwait, ecc.).

“Il Gruppo Kistler può essere considerato come una piccola HP europea – spiega Roberto Gorlero, Managing Director-Regional Manager Southern Europe & Middle East Region – nata nel 1959 in un garage in Svizzera, grazie allo spirito imprenditoriale e innovativo di due giovani ingegneri, che hanno messo in pratica l’effetto Curie e sviluppato i primi sensori piezoelettrici”.

Oggi Kistler è presente in tutto il mondo, con un costante trend di crescita dalla fondazione a oggi, e continua a espandersi, anche tramite acquisizioni mirate e prestigiose (in media, oltre una l’anno), incrementando le linee di prodotto e le applicazioni, sia nei mercati preesistenti sia in quelli completamente nuovi.

Il gruppo, 10 anni fa, realizzava poco più di 100 Milioni di Franchi CH, oggi più che triplicati e in ulteriore incremento, grazie anche all’espandersi delle diverse tecnologie di cui è stato artefice e promotore, con lo sviluppo di nuovi sensori e nuovi campi di applicazione, oltre a quelli storici.

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Giancarlo Cerretto è laureato magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni e Dottore di Ricerca in Metrologia al Politecnico di Torino. Lavora come ricercatore presso il LTF dell’I.N.Ri.M. e si occupa della gestione e dello sviluppo delle attività scientifiche. È coinvolto nel sistema di navigazione satellitare europeo Galileo.

Elena Cantoni è laureata magistrale in Fisica e Dottore di Ricerca in Scienze e Alte Tecnologie all’Università di Torino. Lavora su tecniche di time transfer presso il LTF dell’I.N.Ri.M. ed è coinvolta in progetti per lo sviluppo del sistema di navigazione satellitare europeo Galileo.

L’azienda di Winterthur è in Italia dal 1994 e da allora ha ampliato il proprio giro di affari e il suo organico, fino a diventare leader di mercato nel nostro Paese e nel Sud Europa. “In ogni nazione della ns attuale Region SE & ME esiste un ufficio vendite, con assistenza annessa, ma nel nostro Paese c’è anche, soprattutto, il centro di eccellenza tecnico – spiega Gorlero – che supporta tutti i clienti della Region offrendo supporto telefonico (inclusa l’hotline 7/7) e, in alcuni casi, assistenza diretta in campo in ogni regione”.

Il nuovo quartier generale di Kistler Italia ha aperto le porte la scorsa primavera a Milano, in via Ludovico di Breme 78. Il nuovo stabile, costruito con materiali all’avanguardia (classe A) e impianti fotovoltaici per la produzione di energia, è già operativo al 100% e presenta uffici moderni e spaziosi, impianti completamente gestiti da domotica, connessione totale a fibra ottica, che permette collegamenti per videoconferenze e Voip system.

“Ora a Milano potremo disporre di un Calibration Lab, dove potremo effettuare direttamente e certificare le tarature principali dei nostri sensori – continua Gorlero – Si è trattato di un investimento rilevante, ma pienamente in linea con le nostre strategie di sviluppo del servizio offerto ai clienti, che potranno contare sempre più sul nostro supporto, per soddisfare le loro necessità. In tale ottica, va evidenziato il forte spirito di gruppo del nostro personale, con un turnover quasi nullo: un punto di forza fondamen-

tale, oltre all’unicità della nostra tecnologia”.

“La nostra Region SE & ME a livello EMEA vanta il maggiore tasso di crescita percentuale – conclude Gorlero – e, a livello complessivo, un fatturato secondo solo a quello della regione centrale (Germania - Austria - Svizzera). Siamo peraltro primi a livello di gruppo come volumi di vendita riguardo ad alcune applicazioni e questi dati ci confortano riguardo al rispetto del piano di crescita regionale per i prossimi 5 anni, molto ambizioso a livello sia di fatturato sia di personale. Mi si consenta anche di manifestare il giusto orgoglio per aver saputo dimostrare, anno dopo anno, come anche nel Sud Europa (troppo frettolosamente giudicato come mercato in fase di estinzione dai benpensanti nordeuropei…) si possano raggiungere risultati di grande spessore e creare strutture molto operative, in grado di competere efficacemente sul mercato internazionale. Anche in Italia si può investire sul futuro, crescere e raggiungere ottimi risultati, se si può contare su un team dotato di passione e voglia di fare”.

LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

▲ Marco Capogni 1, Silvia Minosse 1-2

ˇ erenkov Effetto C e metodo TDCR per la standardizzazione di radionuclidi emettitori beta

ˇ ERENKOV EFFECT AND TDCR METHOD C FOR THE STANDARDIZATION OF BETA EMITTING RADIONUCLIDES The Triple-to-Double-Coincidence Ratio (TDCR) method is a powerful technique used in the standardization of pure-beta emitting radionuclides. The classical method, based on a system of three photomultipliers working in coincidence and a beta source in solution with a liquid scintillator, was extended, thanks to modern computation techniques, to use the effect of the ˇ erenkov light emitted by high-energy beta rays in water. The effect was C then investigated by the ENEA-INMRI TDCR systems.

RIASSUNTO Il metodo TDCR (Rapporto di Triple su Doppie Coincidenze) è una tecnica robusta, usata nella standardizzazione di radionuclidi emettitori beta puri, classicamente basata su un sistema a tre fotomoltiplicatori in coincidenza e su una sorgente beta in soluzione con un liquido scintillante. Esso è stato esteso, graˇ erenkov emessa da zie alle moderne tecniche di calcolo, all’uso della luce C raggi beta di alta energia in acqua; il nuovo metodo è stato quindi studiato usando i sistemi TDCR dell’ENEA-INMRI. LA RADIOATTIVITÀ BETA E IL METODO TDCR

La radioattività beta, ovvero l’emissione spontanea di elettroni o positroni dai nuclei di alcuni isotopi di elementi chimici, fu investigata inizialmente a fondo da E. Fermi con l’introduzione dell’interazione debole quale nuova forza della Natura. Feconde speculazioni nell’ambito della fisica fondamentale seguirono, quindi, agli studi di Fermi sino a definire un nuovo paradigma teorico basato sulle interazioni elettrodeboli il cui coronamento si è avuto con la recente scoperta del bosone di Higgs, presso l’acceleratore LHC del CERN, che avvalora il quadro teorico di tali interazioni, di cui la radioattività beta è una visibile espressione.

Nel campo della fisica applicata la radioattività beta sta avendo, da alcuni anni, largo impiego in vari settori delle attività umane e della tecnologia. Recentemente, grazie alle moderne biotecnologie, la medicina nucleare ne fa ampio uso per applicazioni terapeutiche e, in minor misura, diagnostiche. L’uso di tali sostanze, quali

farmaci direttamente iniettati nel corpo umano, pone serie problematiche nella loro caratterizzazione in termini di attività e dose fornite ai pazienti cui sono prescritte. In determinate condizioni, inoltre, per radiofarmaci puri beta emittenti, quale l’90Y, la dose rilasciata a un organo non è direttamente misurabile e può essere stimata solo mediante un’accurata conoscenza dell’attività fornita.

In Europa, gli Istituti Primari di Metrologia (IMP) nel settore delle radiazioni ionizzanti hanno dato vita a un consorzio che, nell’ambito prima dell’European Metrology Research Programme (EMRP), conclusosi nel 2014, e ora dell’European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR), mira, attraverso progetti finanziati, a investigare a livello metrologico tutti gli aspetti di questa complessa problematica, dalla misura dell’attività sino alla dose, mediante un accurato studio sia delle tecniche di misura utilizzabili sia delle incertezze raggiungibili in tali misure.

Il metodo TDCR (Triple-to-Double-Coincidence Ratio) [1] è particolarmente

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indicato nella misura della radioattività beta. Esso si basa sul conteggio delle coincidenze triple (T) e doppie (D) in un rivelatore costituito da tre fotomoltiplicatori, disposti in modo planare e a 120° uno dall’altro, funzionanti in coincidenza e affacciati su una camera ottica in cui la sostanza radioattiva è contenuta in soluzione con liquido scintillante all’interno di una fiala di vetro (modalità classica). Il metodo consente di misurare con incertezza ≤ 1% l’attività di un beta emettitore puro di media-alta energia.

La tecnica si basa essenzialmente su tre ipotesi fondamentali: • validità della legge di Birks nel processo di emissione di fotoni ottici per perdita di energia di una particella beta attraversante un liquido scintillante; • statistica di Poisson per i processi opto-elettronici che regolano la raccolta di luce prodotta; • validità della teoria di E. Fermi del decadimento beta, con particolare riferimento alla corretta identificazione del fattore di forma che caratterizza lo spettro continuo di un beta emettitore puro.

In base a tali ipotesi è possibile stimare, in un sistema TDCR, l’efficienza· εT del rateo delle coincidenze triple T e l’efficienza εD relativa al rateo della somma · logica delle coincidenze doppie D [1]. In tal modo l’attività A di una sorgente radioattiva è data dalla relazione: · · A = T/εT = D/εD

1 ENEA - Istituto Nazionale di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti (INMRI), Roma marco.capogni@enea.it 2 Università “La Sapienza” Dip. Medicina Molecolare, Roma e, attualmente, presso Laboratorio di Fisica Medica e Sistemi Esperti IFO, Roma

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LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

· · Il rapporto T/D viene definito parametro TDCR e fornisce un’indicazione sia della stima delle efficienze di conteggio sia, nel caso si lavori in modalità classica, del grado di effetti di smorzamento (quenching) della luce emessa.

Il metodo, basandosi sui conteggi di tripla (T) e somma logica di doppia (D) coincidenza, è auto-calibrato dando la possibilità di misurare direttamente l’attività della sorgente senza alcuna preventiva taratura dello strumento di misura. Per le incertezze raggiunte nella misura, esso è altamente robusto soprattutto per beta emettitori di alta energia che sono, di fatto, quelli d’interesse della medicina nucleare. ˇ ERENKOV L’EFFETTO C E IL METODO TDCR

ˇ erenkov è costituita La radiazione C da fotoni ottici che si generano quando una particella carica attraversa un mezzo trasparente con una velocità v superiore alla velocità c/n della luce nel mezzo con indice di rifrazione n.

L’emissione di tale radiazione avviene per nβ>1 con β=v/c, ovvero si verifica solo quando l’energia della particella carica supera un’energia minima o di soglia, Es, data dalla seguente relazione: 1   − 1 2   E S = 5111 − 2  − 1keV n     

Nell’acqua si ha Es=275 keV per n=1,34 e una lunghezza d’onda della luce emessa di λ=400 nm. La ˇ erenkov viene emessa in modo luce C anisotropo e all’interno di un cono con asse lungo la direzione del moto della particella carica e con semiapertura angolare θ tale che cosθ=(nβ)-1.

L’esistenza di tale effetto per particelle beta in un mezzo come l’acqua ˇ erenkov adatta e parrende la luce C ticolarmente utile nella standardizzazione di radionuclidi beta emettitori ˇ epuri. L’applicazione dell’effetto C renkov al metodo TDCR e, quindi, alla metrologia dei radionuclidi beta emet-

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titori puri, richiede comunque alcuni accorgimenti dovuti al fatto che il fenomeno è: • a soglia; • a emissione anisotropa della luce; • con spettro continuo dominato da frequenze nella regione dell’ultravioletto.

Per questi motivi l’estensione del metodo TDCR a fenomeni ottici che tengaˇ eno in considerazione la luce C renkov richiede un modello teorico del processo in cui si tenga in considerazione: • la legge di Frank-Tamm per la distribuzione spaziale e in frequenza dei ˇ erenkov [2]; fotoni ottici C • l’uso di un corretto valore per l’indice di rifrazione n(λ) del mezzo.

Pertanto presso l’ENEA-INMRI, nell’ambito del progetto europeo MetroMRT (Metrology for Molecular Radiation Therapy) finanziato da EMRP, si è sviluppato un modello di ˇ eTDCR, che fa uso dell’effetto C renkov, utilizzando il codice Monte Carlo GEANT4 del CERN. In tal caso un programma di simulazione è stato implementato sulla base di una versione condivisa con il Laboratoire National Henry Bequerel (LNHB) del CEA (Francia), partecipante allo stesso progetto. Il modello è stato applicato al TDCR portatile dell’ENEAINMRI [3], di cui un particolare (camera ottica e sorgente di taratura) è mostrato in Fig. 1. Il modello del rivelatore realizzato mediante il codice di simulazione GEANT4 è mostrato in Fig. 2.

Un ulteriore modello, di tipo analitico e sviluppato dal PTB (Germania), è stato utilizzato per il computo dell’efficienza di conteggio del sistema TDCR

Figura 1 – Particolare camera ottica del TDCR portatile con sorgente di taratura

Figura 2 – Simulazione GEANT4 del TDCR porˇ erenkov tatile con produzione di fotoni ottici C

Hidex 300SL, versione metrologica, dell’ENEA-INMRI per stimare l’effiˇ erenkov per cienza di conteggio C coincidenze triple e doppie per beta emettitori puri misurati in soluzione acquosa.

RISULTATI PRELIMINARI PER UNA SORGENTE DI

90Y

L’90Y è un emettitore β- (Pβ- = 99,983%) con energia massima della radiazione beta pari a 2279,8 (17) keV. Esso può essere prodotto in modo industriale da SIRTeX sotto forma di microsfere in resina (SIR-spheres®) in modo da poter essere utilizzato quale radiofarmaco nella cura di tumori di natura epatica. La presenza di una piccolissima componente β + nel suo schema di decadimento lo rende anche interessante per diagnostica con sistemi a Tomografia a Emissione di Positroni (PET).

L’elevata energia beta della radiazione emessa apre anche prospettive nel settore dell’Imaging con radiazione di Bremsstrahlung (BSI), tuttora campo di studio per potenziali applicazioni in diagnostica qualitativa di processi che avvengono in organi trattati con 90Y per valutarne la distribuzione residua dopo il trattamento. La Metrologia, quindi, ha interesse per tale radionuclide dato il suo ampio utilizzo nel settore della Medicina Nucleare che impone sempre più stringenti condizioni nell’accuratezza e precisione della sua misura.

L’ENEA-INMRI, d’altronde, è stata sempre sensibile alle diverse richieste di taratura di strumenti provenienti dal settore della Medicina Nucleare provvedendo, negli anni, a sviluppare nuovi standard anche per radionucli-

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Ciò è dovuto al fatto che, a parità di energia della particella beta, l’intensità di fotoni ottici emessi per effetto ˇ erenkov in un mezzo quale l’acqua C è sicuramente molto più bassa della corrispondente intensità di fotoni ottici emessi in uno scintillatore liquido.

La migliore risposta data dalla fiala in plastica si giustifica considerando che in tale materiale si ha maggiore diffusione e pertanto più isotropia nella luce che colpisce i tre fotomoltiplicatori.

Le prove eseguite hanno evidenziato che la tecnica TDCR abbinata all’efˇ erenkov (TDCR-C ˇ erenkov) funfetto C ziona per sorgenti beta di alta energia, quale l’90Y. Una prima stima dell’attività della sorgente madre ottenuta con tale tecnica ha evidenziato uno scarto inferiore al 2% rispetto a quella misurata in modalità classica (90Y in liquido scintillante) con lo stesso TDCR. Un’analisi più estesa è richiesta sui dati acquisiti sia in modalità ˇ erenkov. Un classica sia in modalità C lavoro più completo è in corso di elaborazione in cui anche la parte di preparazione delle sorgenti verrà ampiamente presentata e discussa.

CONCLUSIONI E RINGRAZIAMENTI

La nuova tecnica TDCR basata sulla misura di sorgenti beta di alta energia ˇ erenkov in acqua utilizzante l’effetto C è stata studiata presso la Sezione di Radioattività dell’ENEA-INMRI. I risultati preliminari raggiunti e descritti in questo articolo sono incoraggianti e aprono prospettive interessanti nella Metrologia dell’Attività per beta emettitori puri di alta energia, quale l’90Y. La possibilità di avvalersi di uno strumento TDCR portatile auto-calibrante, in grado di misurare sorgenti beta radioattive in acqua, rende l’idea del ˇ erenkov interessante nel settoTDCR-C re tecnologico della misura in situ dando spazio a valide applicazioni anche nel campo medico-nucleare della terapia e della diagnostica.

Il presente lavoro è stato svolto nell’ambito del progetto europeo Metrology for Molecular Radiation Therapy

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di beta emittenti [4]. In questo preciso contesto dell’90Y e del progetto MetroMRT, la misura dell’attività diventa importante per tutto ciò che comporta la necessità di quantificare sia l’attività somministrata a un particolare organo sia la corrispondente dose, utilizzando anche strumenti, quali l’Imaging Nucleare, che sebbene ampiamente utilizzati in campo medico sono ancora lontani da uno standard metrologico; pertanto, più approfondite indagini a livello della Metrologia dell’Attività e della Dose sono fortemente richieste e necessarie in tale settore. Una misura preliminare di una sorgente di 90Y in forma liquida con metodo TDCR facente uso delˇ erenkov è stata eseguita l’effetto C presso l’ENEA-INMRI in modo anche da verificare le ipotesi alla base del metodo.

Entrambi i sistemi TDCR utilizzati (lo strumento portatile e il rivelatore Hidex 300SL) sono dotati di elettronica veloce per analizzare in ampiezza gli impulsi provenienti dai singoli fotomoltiplicatori e le coincidenze temporali tra essi. Il TDCR portatile è equipaggiato con un Desktop Digitizer DT5720 della CAEN che consente di salvare le informazioni tempo-ampiezza degli impulsi provenienti dai tre fotomoltiplicatori in modalità listmode in tre distinti files di uscita in formato ASCII o binario. Un programma scritto nel codice ROOT del CERN [3] è stato quindi sviluppato dall’ENEAINMRI sia per ricostruire le informaˇ ezioni spettrali della radiazione C renkov per le due classi di eventi in coincidenza (T e D) sia per analizzare le coincidenze temporali tra i segnali provenienti dai tre fotomoltiplicatori per differenti valori della finestra di coincidenza, tc, misurata in ns.

In Fig. 3 è riportato l’andamento del parametro TDCR per diversi valori di tc e per due configurazioni sperimentali: fiala in plastica () e fiala in vetro (); l’andamento mostrato in figura evidenzia, nonostante l’elevata energia delle emissioni beta dell’90Y, un valore non elevato del parametro TDCR (≈ 0,64 per la fiala in plastica e ≈ 0,58 per la fiala in vetro per tc ≥ 150 ns).

LO SPAZIO DEGLI IMP E METROLOGIA GENERALE

Figura 3 – parametro TDCR in funzione di tc(ns) per 90Y in acqua per fiala in plastica () e fiala in vetro ()

(MetroMRT) finanziato dall’European Metrology Research Programme (EMRP).

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. Broda, R., Cassette, P., Kossert, K., 2007. Radionuclide metrology using liquid scintillation counting. Metrologia 44, S36-S52.

2. Kossert, K., 2010. Activity standardization by means of a new TDCRˇ erenkov counting technique. Appl.

C Radiat. Isot. 68, 1116-1120.

3. Capogni, M., De Felice, P., 2014.

A prototype of a portable TDCR system at ENEA. Appl. Radiat. Isot. 93, 45-51 4. Capogni, M., De Felice, P., 2004.

Dall’INMRI-ENEA nuovi campioni primari di radionuclidi beta emittenti.

Tutto Misure ANNO VI n. 4, 365366.

Marco Capogni, PhD, è Ricercatore dal 2000 presso l’Istituto Nazionale di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti (INMRI) dell’ENEA al Centro Ricerche Casaccia in Roma. È diretto responsabile dal 2004 della linea di misure assolute del settore della Metrologia dell’Attività dell’ENEAINMRI. È membro delegato per l’ENEAINMRI dal 2005 per il Comitato Consultivo delle Radiazioni Ionizzanti – Sezione Radionuclidi (CCRI(II)) del BIPM. È socio della Società Italiana di Fisica (SIF) dal 2006.

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NEWS

INNOVAZIONE E COMPETITIVITÀ NELLE MISURE DI DUREZZA CRASE è il Distributore Ufficiale Italiano di EMCO-TEST, il più grande produttore di tester di durezza con le tecnologie più efficienti d’Europa, il cui successo ha origine dalla visione di Karl Maier nel costruire durometri che “non sanno semplicemente fare tutto, ma fanno tutto semplicemente”. Strumenti di prova semplici, che ricoprono le funzioni più complesse.

Fondata nel 1954 e poi guidata da Ernst Alexander Maier, EMCO-TEST è diventata leader tecnologico nel settore degli strumenti di misura, ben oltre i confini austriaci. Una pietra miliare della sua storia, nel 1989, è stata l’invenzione del controllo ad anello chiuso per applicare il carico di prove di durezza: come risultato, tutti i metodi di prova e molti livelli di carico sono stati, per la prima volta, realizzati con un solo misuratore di durezza universale. La presente rivoluzionaria invenzione è stata brevettata non solo in Europa ma anche negli USA e in Giappone, e costituisce la base della tecnologia per tutti i moderni durometri. Nel 1966 è stata fondata dal dipartimento delle prove di durezza una società indipendente (EMCO-TEST Prüfmaschinen GmbH), che occupa presso la sede di Kuchl (Austria) circa 50 dipendenti, responsabili del

successo ottenuto sul mercato internazionale.

Con partner commerciali esclusivi in tutto il mondo, l’azienda opera in 44 Paesi. La gamma di prodotti EMCOTEST è su misura per tutte le esigenze relative alla prova dei materiali, da singoli campioni e piccole misurazioni seriali fino agli strumenti completamente automatizzati per test nei cicli di produzione. Massima qualità combinata a massima efficienza nell’applicazione dei metodi di prova standardizzati a livello internazionale, come Rockwell, Brinell, Vickers e Knoop. Grazie a questo lavoro altamente specializzato, nel corso degli anni sono state create innumerevoli macchine innovative, capaci di cambiare in modo significativo il settore degli strumenti di misura.

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NUOVE TERMOCAMERE PER R&S IN AMBITO INDUSTRIALE Le termocamere FLIR sono utilizzate per catturare e registrare in tempo reale la distribuzione termica e le sue variazioni consentendo, a ingegneri e ricercatori, di visualizzare e misurare con precisione i profili termici, la dissipazione, le perdite e altre problematiche connesse alla temperatura in attrezzature, prodotti e processi.

In particolare, la nuova termocamera FLIR A6700sc è ideale per le attività di ricerca e sviluppo in ambito industriale, per le applicazioni che richiedono una migliore qualità d’immagine, maggior sensibilità e un frame rate più elevato rispetto a quello ottenibile con una termocamera dotata di un sensore non raffreddato. FLIR A6700sc incorpora un sensore raffreddato all'antimoniuro di indio (InSb) che opera nella lunghezza d’onda compresa tra 3 e 5 micron. È inoltre disponibile una versione a banda larga che opera nella lunghezza d’onda 1-5 micron. Entrambe le versioni producono immagini nitide da 640x512 pixel.

Con elevata sensibilità termica <20 mK (!), la termocamera è in grado di evidenziare i dettagli sull’immagine e dare con precisione le informazioni sulla differenza di temperatura.

La sincronizzazione e un meccanismo di triggering della camera estremamente precisi rendono le nuove termocamere ideali per le applicazioni che richiedono alta velocità ed elevata sensibilità. Operando in modalità SNAPSHOT, la FLIR A6700sc registra contemporaneamente tutti i pixel di una scena: ciò è particolarmente importante nel monitoraggio di oggetti in rapido movimento, dove una termocamera standard produrrebbe sfocature. La termocamera supporta fino a 480 frame al secondo operando in modalità windowing. Utilizzando un’interfaccia GigE Vision™ standard per trasmettere sia i comandi sia video digitali dinamici, FLIR A6700sc è una termocamera realmente “plug and play”. Sono disponibili opzioni personalizzate di cold filtering per rilevazioni e misurazioni spettrali specifiche.

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MICROFONO PER UTILIZZO IN CONDIZIONI AMBIENTALI ESTREME PCB Piezotronics, Inc. presenta il nuovo microfono da 0,5” (12 mm) con preamplificatore ICP® mod. 130A24, particolarmente adatto per l’utilizzo in condizioni ambientali estreme, dove l'umidità, gli schizzi d’olio o la polvere rappresentano un ostacolo alla misura. Le sue caratteristiche sono particolarmente apprezzate nelle applicazioni automotive, quali prove di rumorosità di freni e/o pneumatici, e in applicazioni su macchine utensili e/o industriali in ambienti particolarmente ostili. Inoltre, appartenendo alla famiglia degli array microphones, la loro caratteristica in fase è particolarmente adatta per applicazioni di localizzazione delle sorgenti di rumore, come l’olografia, il beamforming, le telecamere acustiche e ogni altra mappatura di pressione sonora.

La capsula microfonica del Mod. 130A24 è progettata con una copertura (sostituibile) resistente ad acqua e polvere: applicata direttamente sulla membrana, essa fornisce una migliore protezione rispetto alla tradizionale cuffia antivento o a una copertura in gomma, senza alterare la risposta in frequenza della capsula microfonica. Inoltre questo microfono possiede una griglia

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protettiva di acciaio inossidabile robusto, come i microfoni a condensatore di fascia alta (classe 1).

Il Mod. 130A24 ha un’ampia gamma dinamica da 30 dB a 150 dB. Anche se progettato come microfono da campo libero, possiede un’ottima risposta lineare in pressione e in campo diffuso o a incidenza casuale.

PCB Piezotronics produce una serie completa di microfoni e preamplificatori prepolarizzati ed esternamente polarizzati. I microfoni prepolarizzati sono conformi allo standard di alimentazione ICP® consentendo l’utilizzo degli stessi alimentatori ICP® utilizzati per gli accelerometri. Questa compatibilità consente l’utilizzo di tradizionali cavi coassiali standard, offrendo un notevole risparmio economico per canale, così come una riduzione dei tempi di allestimento prova. Tutti i prodotti PCB sono coperti dalla garanzia TCSTotal Customer Satisfaction. Il microfono Mod. 130A24 è disponibile a magazzino per una pronta consegna.

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Rubrica a cura di Michele Lanna (info@studiolanna.it)

Accuratezza e precisione dei risultati e dei metodi di una misurazione

METROLOGY FOR EVERYONE In this permanent section of the Journal our colleague and friend Michele Lanna, leading expert in metrology, calibration, accreditation of companies, will discuss topics of interest for the majority of industrial measurement users, in simple and immediate terms, with reference to the most recent Norms. Write to Michele to comment his articles and to propose other subjects!

RIASSUNTO In questa Rubrica il collega e amico Michele Lanna, esperto di metrologia, taratura, accreditamento industriale (già apprezzato autore di numerosi articoli negli scorsi numeri della Rivista), discute aspetti d’interesse per la maggior parte degli utenti industriali delle misure, con terminologia semplice e immediata, e facendo riferimento alle più importanti e recenti Norme.

Scrivete a Michele per commentare i suoi articoli e per proporre ulteriori temi di discussione!

PREMESSA

permette al metrologo di valutare la “qualità della misura” che esegue ed Abbiamo voluto dare a questo breve è utile per la stima dell’incertezza di scritto lo stesso titolo delle norme della misura. serie ISO 5725, per poter illustrare – nelle linee generali – quali sono i criteri da seguire per il calcolo dell’ac- ACCURATEZZA E PRECISIONE curatezza e della precisione. Innanzitutto va detto che la ISO 5725 serve Un po’ di definizioni: al calcolo dell’accuratezza, ma, insieme alla ISO 13005, è la norma ne- Accuratezza – Il grado di concorcessaria alla stima dell’incertezza di danza tra un valore misurato e un misura. valore vero di un misurando – non è La norma definisce i principi gene- una grandezza e quindi a essa non si rali per valutare l’accuratezza (esat- assegna un valore numerico. – Quintezza e precisione) dei risultati e dei di possiamo dire che il suo miglior metodi di misurazione, sia nelle ap- significato è: misura esente da errori plicazioni sia per stabilire le stime (più accurato è un risultato tanto più reali delle diverse misure mediante esso è esente da errori). esperimenti.

Precisione di misura – Il grado di Essa riguarda esclusivamente i meto- concordanza tra indicazioni o valori di di misurazione che danno origine misurati ottenuti da un certo numero a misure su una scala continua, e di misurazioni ripetute dello stesso producono un solo valore come risul- oggetto o di oggetti similari, eseguitato della prova, anche se detto va- te in condizioni specificate. – Quindi lore può derivare da un calcolo su la precisione dipende solo dalla diun insieme di osservazioni. stribuzione degli errori casuali e non Perché calcolare l’accuratezza di una è relativo al “valore vero” o a un vamisura? L’accuratezza è quella che lore specificato. La precisione è

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espressa attraverso la deviazione standard dei risultati di misura: minore precisione significa maggiore deviazione standard dei risultati di misura.

Esattezza – Il grado di concordanza tra il valore medio ottenuto a partire da un grande insieme di risultati di prova e un valore di riferimento accettato. Il primo aspetto che la norma mette a fuoco è che il termine “accuratezza” si riferisce sia all’esattezza che alla precisione.

Sistema di misura – L’insieme di uno o più strumenti di misura e in molti casi altri dispositivi, ivi compresi eventuali reagenti e alimentazioni, appositamente connessi e adattati per fornire informazione usata allo scopo di stabilire, in intervalli specificati, valori misurati di grandezze di specie specificate.

Processo di misura – L’insieme delle componenti e la loro interazione che determinano la misura, quali: uomo, apparecchiatura, metodo, misurando – Esso costituisce il “percorso” che il misurando segue quando passa attraverso il sistema di misura.

La serie ISO 5725 è articolata in 6 norme: ISO 5725-1 – Definisce i principi generali da comprendere per valutare l’accuratezza (esattezza e precisione) dei metodi di misurazione e dei risultati sia nelle applicazioni, sia per stabilire le stime reali delle diverse misure mediante esperimenti. Riguarda esclusivamente i metodi di misurazione che danno origine a misure su una scala continua e producono un solo valore come risultato della prova, anche se questo singolo valore può derivare da un calcolo eseguito su un insieme di osservazioni.

ISO 5725-2 – Fornisce un metodo base per stimare, mediante esperimenti, i due valori estremi della precisione nei metodi di misurazione.

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ISO 5725-3 – Fornisce un procedimento per ottenere misure intermedie di precisione, indicando le circostanze nelle quali si applicano e i metodi per la loro stima.

ISO 5725-4 – Fornisce i metodi di base per determinare l’esattezza di un metodo di misurazione.

ISO 5725-5 – Fornisce alcune alternative ai metodi base, indicati nelle ISO 5725-2 e ISO 5725-4, per determinare la precisione e l’esattezza dei metodi di misurazione da utilizzare in particolari circostanze.

ISO 5725-6 – presenta alcune applicazioni pratiche delle misure di esattezza e di precisione.

Per la stima dell’esattezza di un metodo di misura bisogna rifarsi all’equazione generale della misura, che si può esprimere come: M = Vvero + E (casuale + sistematico) cioè ogni misura è data da un valore “vero” o presunto tale + un errore (che a sua volta è la somma di due componenti, una casuale e una sistematica).

Introduciamo meglio queste due tipologie di errori: a) Casuali (dipendono da una serie di fattori che intervengono nel processo di misura, quali: operatore, ambiente, metodo, apparecchiatura e sua taratura, materiali, misurando, tempo di esecuzione della misura).

Ognuna di queste componenti è portatrice di variabilità che darà un suo contributo nel processo di misura.

Questa componente di errori segue una distribuzione di tipo normale o gaussiano, e può essere – al limite – annullata se si eseguono infinite misurazioni ripetute in condizioni di ripetibilità ristretta (ove possibile). b) Sistematici (dipendono dall’apparecchiatura e caratterizzano la sua accuratezza, che la norma definisce come esattezza e precisione). Lo scostamento esistente tra il valore del risultato della misura e quello di riferimento (detto bias) caratterizza l’”esattezza” del metodo utilizzato.

La necessità di considerare anche la “precisione” deriva dal fatto che in generale prove effettuate su materiali

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presunti identici, in circostanze ugualmente presunte identiche, non portano a risultati identici. Ciò è attribuito all’esistenza di errori casuali inevitabili, inerenti a qualsiasi metodo di misurazione; i fattori che influiscono sul risultato di una misurazione non possono essere tutti completamente sotto controllo.

Quindi essa rappresenta la variabilità tra misure ripetute: quanto minore è questa variabilità, tanto maggiore sarà la precisione. Le due condizioni di precisione sono note come “ripetibilità” e “riproducibilità”. Non ci dilungheremo sui significati dei due termini rinviando alla UNI CEI 70099 (“Vocabolario Internazionale di Metrologia”) per il significato di essi.

Il binomio “precisione” ed “esattezza” costituiscono i punti di riferimento per ottenere risultati di una misura attendibili.

In una misura è praticamente impossibile conoscere il valore vero: si può ovviare a ciò considerando un valore di riferimento accettato, o in base a materiali di riferimento accettati o con riferimento a un altro metodo di misurazione o, ancora, attraverso la preparazione di un campione noto.

Considereremo solo i metodi di misurazione che danno origine a misure su scala continua e che producono un solo valore come risultato della prova.

Iniziamo a vedere come si possa effettuare uno studio di accuratezza di un metodo. Gli aspetti caratterizzanti un metodo normalizzato (il più semplice da considerare) sono: 1. Devono essere definiti il numero, il tipo e i requisiti a cui devono rispondere i Laboratori che partecipano all’esperimento; 2. Devono essere definiti – attraverso apposita procedura – i criteri da seguire, i parametri da considerare, le frequenze e tutti i parametri significativi per uno studio di accuratezza; 3. Le misure devono essere effettuate nello stesso modo, quindi devono essere fissati i criteri di effettuazione della misurazione; 4. Devono essere definiti i criteri di preparazione dei campioni da misurare; 5. Deve esistere un Organismo responsabile dell’elaborazione del me-

todo normalizzato (es. UNI, ASTM, ecc.); 6. Devono essere definite le condizioni operative di esecuzione di un esperimento di accuratezza nei Laboratori individuati; 7. Devono essere adottate tecniche tipo DOE (Design Of Experiments) per l’individuazione di tutti i parametri da considerare e delle modalità di effettuazione dell’esperimento, chiamato “esperimento di valutazione collaborativa”, definito come: “una prova interlaboratorio in cui la prestazione di ciascun Laboratorio è valutata utilizzando lo stesso metodo di misurazione normalizzato su materiale identico”.

L’introduzione di questo tipo di esperimento sancisce innanzitutto che il metrologo dev’essere competente anche della metodologia di analisi e progettazione degli esperimenti, detta anche experimental design.

In questa breve trattazione introdurremo soltanto la ISO 5725-1. Nel prossimo numero sarà presentata la tecnica DOE e la sua applicazione in metrologia; e, ancora, alcune esperienze significative di calcolo dell’accuratezza in primari Laboratori italiani.

I fattori considerati confermano ancora una volta (se ce ne fosse ancora bisogno) che: a. Le misure effettuate da un singolo operatore inducono minore variabilità rispetto a quelle prodotte da più operatori; in altre parole che un test di ripetibilità è da preferire a uno di riproducibilità per il calcolo dell’accuratezza (è bene ricordare che ripetibilità e riproducibilità rappresentano due condizioni di precisione); b. Il tempo intercorrente tra le misurazioni deve – ove possibile – essere ridotto al minimo in modo da ridurre l’influenza degli altri fattori di variabilità (es. parametri ambientali, apparecchiatura e sue condizioni di settaggio, ecc.); c. L’“esattezza” di un metodo di misurazione è importante quando è possibile pensare a un valore vero per la proprietà misurata.

Come calcolare l’esattezza di un metodo? Le possibili soluzioni sono: 1. Partecipazione a circuiti interlaboratorio (ring test);

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interviene in ciascun risultato di prova. I procedimenti riportati sono stati messi a punto assumendo che la distribuzione di questa variabile di errore sia approssimativamente normale anche se, in pratica, è sufficiente che la distribuzione risulti unimodale. Si può assumere che, adottando metodi e criteri di misura identici all’interno dei diversi Laboratori, si possano ottenere identici errori casuali.

E LA COMPETENZA DEL METROLOGO?

Un accenno – infine – alla competenza del metrologo per l’applicazione di questa norma: 1. Conoscere e saper applicare i principi di statistica descrittiva; 2. Conoscere e saper applicare le prove interlaboratorio, mettendo a punto le metodiche più idonee per l’impostazione della prova in un circuito, comunque definito, ma anche saper leggere e interpretare i risultati per prendere decisioni coerenti (Nota: il p.to 5.4 della norma ISO/IEC 17025 fornisce i criteri per strutturare una prova in un circuito); 3. Conoscere e saper applicare – nello specifico – la tecnica della progettazione e analisi degli esperimenti, secondo i metodi e i criteri dell’Experimental Design.

Ne deriva che il ventaglio di competenze necessario all’applicazione della norma è quanto mai ampio: quelle indicate in precedenza costituiscono un ventaglio di competenze specifiche che ampliano ancora di più il vasto orizzonte di competenze del metrologo.

Di seguito, per concludere, una possibile check list per la valutazione dell’accuratezza. Quali domande porsi?

1. È stato definito un metodo di misurazione normalizzato?

2. Sono stati condotti esperimenti atti a identificare i fattori di variabilità e le loro eventuali interconnessioni?

3. Sono stati individuati i fattori?

4. Le misure di accuratezza, effettuate nei Laboratori partecipanti, sono state effettuate tutte nelle stesse condizioni e sono state valutate da un comitato di esperti?

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2. Confronto tra la media dei risultati ottenuti con il metodo in validazione e un valore di riferimento accettato (t test); 3. Utilizzo di un materiale di riferimento certificato (CRM) o – in sua assenza – un LRM (materiale di riferimento di Laboratorio), detto anche t test; (NOTA Il test t è un test statistico di tipo parametrico con lo scopo di verificare se il valore medio di una distribuzione si discosta significativamente da un certo valore di riferimento.

Il t Test verifica l’accuratezza della media con un valore certificato o con un valore preso come valore di riferimento. Si procede come segue: (i) si replicano n misure e si calcola xmedio e σ, (ii) si calcola l’intervallo di confidenza della media, (iii) si verifica che il valore teorico rientra nell’intervallo di confidenza; Se Fcalc < Ftab, le due precisioni sono compatibili tra di loro); 4. Utilizzo di un metodo normato o di riferimento come confronto, detto anche F test o t test.

Perché possa essere valutata l’accuratezza di un metodo, la norma definisce alcuni criteri da seguire, e cioè: 1. Utilizzo di un metodo di misurazione normalizzato; 2. Effettuazione di esperimenti di accuratezza; 3. Materiali di prova identici; 4. Intervalli di tempo brevi; 5. Laboratori partecipanti; 6. Condizioni di osservazione.

Innanzitutto dev’essere predisposto un modello statistico che può essere espresso con la seguente relazione lineare: y= m + B + e dove: m è la media delle misurazioni ripetute effettuate in condizioni di ripetibilità, sia all’interno del singolo Laboratorio, sia tra tutti i Laboratori coinvolti nelle stesse condizioni; B è la componente di Laboratorio dello scostamento sistematico in condizioni di ripetibilità. Il termine B viene considerato costante in tutte le prove condotte in condizioni di ripetibilità, mentre può assumere valori diversi per le prove effettuate in altre condizioni; e rappresenta un errore casuale che

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5. L’esperimento di accuratezza riesce ad annullare o almeno a minimizzare tutte le possibili differenze esistenti tra i diversi metodi?

6. I campioni utilizzati per un esperimento di accuratezza, predisposti e inviati ai diversi Laboratori che devono eseguire l’esperimento sono identici, sia al momento della spedizione che durante il trasporto, fino al loro utilizzo nei rispettivi Laboratori per le prove da effettuare?

7. Le condizioni di ripetibilità seguite da ogni Laboratorio partecipante sono tali da assicurare il più possibile una ripetibilità ristretta?

8. I Laboratori hanno effettuato prima un test di ripetibilità ristretta al loro interno e successiva valutazione dei dati, e poi una valutazione tra Laboratori partecipanti, relativamente alle condizioni di ripetibilità?

9. Sono stati stabiliti criteri affidabili per la scelta dei Laboratori partecipanti ed è stato effettuato un audit preventivo per verificare la confrontabilità dei rispettivi processi e sistemi di misura?

10. Le condizioni di osservazione dei risultati tengono conto di: operatore, tempo, condizioni ambientali, taratura delle apparecchiature tra le osservazioni (se applicabile), criteri di manutenzione delle apparecchiature, stabilità delle osservazioni rilevate?

11. Qualora non fosse possibile effettuare le misure nelle stesse condizioni di ripetibilità ristretta, si è definita la possibilità di variazione di uno o più dei seguenti fattori: tempo, operatore, apparecchiatura?

12. Il modello statistico adottato è di tipo lineare (vedi ISO 5725-1)?

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NEWS

ACQUISIZIONE DATI AD ALTA VELOCITÀ CON STREAMING RATE DI 400 MB/S Con GEN7tA, HBM offre uno dei più veloci sistemi di acquisizione dati e registratori di transienti nel suo genere, adatto alle misurazioni continue e rapide.

Il nuovo apparecchio copre il fabbisogno di una misurazione continua ad alta velocità con uno streaming rate di 400 MB/s, anche in presenza di numeri di canali elevati. Sette sedi d'innesto per schede di acquisizione dati e fino a 224 canali in un unico apparecchio permettono configurazioni personalizzate per il collegamento di estensimetri (ER), per la misurazione diretta di segnali di tensione fino a ±1.000 V o anche per misurazioni estremamente rapide

di 100 milioni di valori al secondo e per canale.

Vi sono inoltre tre collegamenti per ingressi digitali, timer/counter, ai quali ad esempio è possibile connettere fino a sei torsiometri per la rilevazione di coppia e numero di giri. Il GEN7tA può essere integrato in un rack da 19" e questo lo rende particolarmente appetibile soprattutto nelle applicazioni per banco prova.

Per garantire una maggiore sicurezza dei dati salvati in locale nell'apparecchio, è disponibile su richiesta una SSD estraibile, che raggiunge una velocità di trasmissione dati di 350 MB/s. Il numero dei canali disponibili del GEN7tA è ampliabile tramite la semplice sincronizzazione con altri apparecchi base della famiglia Genesis HighSpeed.

Per ulteriori informazioni: www.hbm.com/it/menu/ prodotti/elettronica-e-software-di-misura/ acquisizione-dati-ad-alta-velocita

AUTOMAZIONE INTELLIGENTE DEI SENSORI Hexagon Metrology ha annunciato la disponibilità, dalla fine di agosto, di SENMATiQ, interfaccia universale sensori per sistemi di misura a coordinate (CMM) Leitz ad altissima precisione. Presentato per la prima volta a maggio di quest’anno, in occasione di Control 2015 a Stoccarda, questo attesissimo sistema consente di cambiare in modo completamente automatico i sensori nel corso del programma di lavorazione di un pezzo.

Progettata per facilitare la programmazione massimizzando i tempi di attività e la produttività della macchina, l’interfaccia SENMATiQ si integra direttamente nella colonna della CMM e utilizza un sistema meccanico per montare il sensore senza l’intervento dell’operatore. Un sistema integrato per l'identificazione del tastatore riconosce immediatamente il sensore e ne controlla lo stato, rendendo non più necessaria la ricalibrazione a ogni operazione di cambio sensore. I dati rilevati da ciascun sensore sono conservati nella stessa sessione software, offrendo agli utenti una panoramica completa del pezzo in lavorazione,

utilizzando sempre il miglior sensore disponibile per la misura in atto.

SENMATiQ si basa su un modulo di commutazione dei sensori universale e intelligente, che consente di accettare tutti i più diffusi tipi di sensore, tra cui quelli per scansione analogica, ottici e di visione. Il sistema d’interfaccia permette anche d’integrare facilmente ulteriori sensori, offrendo una soluzione agile che rimane attuale per molti anni, con cui affrontare le sfide poste dalle misurazioni più complesse utilizzando un’unica CMM. “Nei complessi ambienti produttivi attuali, avere il sensore giusto al momento giusto è davvero importante per lavorare in modo efficiente. SENMATiQ offre questa flessibilità senza aumentare il carico di lavoro per l’operatore, con un impatto concretamente positivo sulla produttività”, dichiara Micha Neininger, Sensors Product Manager di Hexagon Metrology.

Il set di strumenti di SENMATiQ comprende il tastatore HP-S-X5 3D, in grado di supportare prolunghe fino a 500 mm. È disponibile anche la testa indexabile motorizzata HH-AS-2.5 con sensore HP-S-X1, oltre al sensore ottico PRECITEC LR per misure senza contatto su materiali opachi, riflettenti, trasparenti o su vetro.

Per ulteriori informazioni: www.hexagonmetrology.it

NUOVO MATERIALE HARD PER APPLICAZIONI ULTRASONICHE SUPER-EFFICIENTI PI Ceramic ha sviluppato un ulteriore materiale piezoelettrico a base di titanato zirconato di piombo (PZT): il PIC144, che appartiene ai materiali ferroelettrici “Hard” ed è progettato specificamente per l’utilizzo in applicazioni a ultrasuoni OEM ad alta potenza.

Generalmente le applicazioni a ultrasuoni ad alta potenza sono caratterizzate da un elevato range dinamico, compreso fra diverse centinaia di kHz fino a qualche MHz, nonché da elevate ampiezze operative. Soprattutto durante il funzionamento in continuo è di fondamentale importanza avere proprietà di oscillazione stabili, con basse perdite meccaniche e dielettriche; ciò significa generare meno calore possibile all’interno del convertitore.

Il PIC144 offre fattori di accoppiamento elettromeccanici (Kx) e un fattore di qualità meccanica (Qm) molto elevati, così come un’eccezionale stabilità meccanica ed elettrica.

Le proprietà del nuovo materiale come convertitore sono pressoché indipendenti dal tempo e dalla temperatura, rendendolo adatto per applicazioni ad alta potenza.

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Il PIC144 è infatti indicato per l’uso nel campo degli ultrasuoni, quali ad esempio il lavaggio, oppure nella lavorazione dei materiali, tra cui la saldatura e l’incollaggio.

Analogamente trova largo impiego nella tecnologia sonar, nei dispositivi acustici per i test non distruttivi di materiali, così come nelle applicazioni biotecnologiche, quali gli ablatori per la rimozione della placca dentale o i dispositivi coinvolti nella chirurgia odontoiatrica. Tutte queste applicazioni potranno trarre benefici dall’utilizzo di questa nuova composizione.

Per ulteriori informazioni, contattare Gianluca Poli: g.poli@pi.ws oppure consultare la pagina web http://piceramic.com/products/ piezoelectric-materials.html

COMMENTI ALLE NORME

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COMMENTI ALLE NORME

Rubrica a cura di Nicola Dell’Arena (ndellarena@hotmail.it)

La 17025 Audit interno - Parte sesta Le norme CFR, ANSI, UNI e CEI EN

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

RIASSUNTO Prosegue con successo l’ampia e interessante serie di commenti di Nicola Dell’Arena alla norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025. I temi trattati sono: La struttura della documentazione (n. 4/2000); Controllo dei documenti e delle registrazioni (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); Metodi 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 lavoro e condizioni ambientali (n. 3/2007, n. 2/2008 e n. 3/2008); il Campionamento (n. 4/2008 e n. 1/2009); Manipolazione degli oggetti (n. 4/2009 e n. 2/2010), Assicurazione della qualità parte 1.a (n. 4/2010); Assicurazione della qualità parte 2.a (n. 1/2011); Assicurazione della qualità parte 3.a (n. 2/2011).

Non 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 parte 1.a (n. 2/2014), parte 2.a (n. 3/2014), parte 3.a (n. 4/2014), parte 4.a (n. 1/2015), parte 5.a (n. 2/2015).

LA NORMA 10 CFR 50 APPENDIX B documenti obbligatori che riguardava-

L’audit entra per la prima volta nel mondo industriale e scientifico con il 10 CFR 50 Appendix B che fu emesso dall’NRC (Nuclear Regulatory Commission), organismo a cui gli USA avevano dato la responsabilità di autorizzare, controllare e regolamentare i materiali e apparecchiature nucleari.

Nella sua attività di regolamentazione l’NRC emette documenti aventi carattere di legge, cioè obbligatori, sotto la sigla CFR (Code Federal Regulations) e documenti aventi carattere di consigli e di guida RG (Regulatory Guides). I

no il campo dell’energia avevano la sigla 10 mentre il numero successivo, come il 50, stabiliva un settore di attività e in particolare nel 50 si emetteva tutto ciò che il Richiedente (Applicant) doveva fare per ottenere la licenza di esercizio (il titolo è Licensing of production and utilization facilities).

L’Appendix B è il documento con cui nasce nel mondo la “Quality Assurance” che in Italia viene tradotta come Garanzia della Qualità nel campo nucleare e come Assicurazione della Qualità nel campo metallurgico. Intanto, un piccolo sassolino dalla scarpa me lo devo togliere: per anni ho sentito dire che bisognava pronunciare audit in latino e non in inglese. Il termine in inglese significa “verificare” mentre in latino significa “ascoltare” che sono due concetti nettamente diversi: inoltre il termine è apparso per la prima volta

nelle leggi degli USA per cui dev’essere pronunciato e tradotto dall’inglese.

La norma è composta di tre grossi capitoli che sono anche tre grossi requisiti. Nel seguito li riporto integralmente in inglese.

Il primo requisito riguarda l’effettuazione: “a comprehensive system of planned and periodic audits shall be carried out to verify compliance with all aspects of quality assurance programs and to determine the effectiveness of the program”. Esso prescrive che l’audit (i) dev’essere pianificato e periodico; (ii) deve riguardare tutti (all) gli aspetti del programma; (iii) deve verificare la conformità al programma adottato; (iv) deve verificare l’efficacia del programma.

Come si vede, il requisito non distingue tra audit interni ed esterni, tra tecnici e di sistema, poiché bisogna verificare tutti gli aspetti del programma. Ricordo brevemente quali sono gli aspetti del programma: organizzazione; progettazione; costruzione; fabbricazione; installazione; approvvigionamento; controlli e prove; non conformità e azione correttiva; documentazione.

Il secondo requisito riguarda le procedure e il personale: “The audit shall be performed in accordance with the written procedures or check list by appropriately trained personnel not having direct responsibilities in the areas being audited”. Questo secondo requisito prescrive che, l’audit (i) dev’essere fatto in accordo a procedure e liste scritte; (ii) dev’essere svolto da personale appositamente addestrato (trained); (iii) il personale

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COMMENTI ALLE NORME

dev’essere indipendente dall’area da verificare.

Il terzo requisito riguarda i risultati: “audit results shall be documented and reviewed by management having responsibility in the area audited. Following actions, including reaudit of deficient areas, shall be taken where indicated”. Il terzo requisito prescrive che i risultati dell’audit (i) devono essere documentati; (ii) devono essere esaminati dalla direzione dell’area; (iii) devono essere effettuate azioni di verifica, compreso il reaudit.

Come si vede e si legge, questi requisiti sono forti ma generici. Torno a parlare di appropriately trained in quanto ho ricevuto diverse e.mail personali di ulteriori spiegazioni e mi aiuto con la storia e le norme.

dotto poi in italiano “Capo Gruppo”), con una grande diversità e livello di pesantezza delle richieste. Per l’auditor la norma prescrive che: (i) deve avere un’esperienza o essere addestrato in misura adeguata; (ii) deve aver seguito o ricevuto un addestramento o un orientamento atto a sviluppare una competenza nella esecuzione dell’audit. Per il Lead auditor la norma prescrive la qualificazione e per ottenerla ci sono tanti requisiti da possedere e da rispettare (titolo di studio, anni di esperienza, conoscenza di tutte le norme ANSI, capacità di espressione sia orale che scritta, diplomazia), e alla fine si richiede la partecipazione a un corso con il superamento dell’esame finale.

SVILUPPO DELLE NORME E CERTIFICAZIONE

LE NORME ANSI

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In tutto il mondo ci fu un enorme sviluppo di norme sulla Quality Assurance, quasi tutte fotocopie delle ANSI 45.2. In Italia, nel campo nucleare, venne emessa la UNI 8450, che alleg-

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Negli anni ‘70 l’ANSI (American National Standard Institute), organismo americano incaricato di emettere norme su tutto il territorio nazionale, emette le ANSI 45.2 con le relative figlie (così le chiamavano nel campo nucleare). Mentre la madre conteneva requisiti generici tipo l’Appendix B, le figlie contenevano modalità applicative sin nei minimi dettagli.

Tra le ANSI figlie ci sono due norme che riguardano l’audit. La prima è la 45.2.12, dal titolo “Requirements of Auditing Quality Assurance Programs audit personnel for nuclear power plants”. Essa introduce le definizioni di audit interno ed esterno, come è giusto che sia poiché il Richiedente deve svolgere l’attività di sorveglianza su tutti i fornitori e subfornitori.

La seconda è la 45.2.23, dal titolo “Qualification of Quality Assurance Program audit personnel for nuclear power plants”. La norma divide il personale che partecipa all’audit in due gruppi: Auditor e Lead auditor (tra

IMPORTANTE ACCORDO PER I RICERCATORI DI BENEVENTO Annualmente il National Institute of Standards and Technology (NIST) del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti premia le attività di ricerca più innovative supportando Ricercatori all’interno e all’esterno degli USA (NIST Financial Assistance Awards).

Nell’ambito di un programma NIST per garantire la sicurezza delle pistole elettriche usate dalla polizia americana, più propriamente indicate come ESW (electro-shock weapons), il progetto “A phase measurement system for calibrating electroshock weapons”, presentato da un gruppo di Ricercatori dell’Università del

geriva i pochi requisiti per il personale tecnico, il quale si utilizzava nella sorveglianza presso i fornitori per valutare la capacità dei medesimi a fornire il prodotto richiesto e raramente si utilizzava per l’audit interno. Al personale tecnico o amministrativo veniva richiesto il possesso di un titolo di studio adeguato e qualche anno di esperienza, esso non partecipava a corsi di addestramento e neanche a corsi sul comportamento durante gli audit.

Queste norme, nate nel campo nucleare, vanno bene anche per altri campi dove la sicurezza e la complessità dell’operazione devono portare a un risultato certo. Così, alla fine degli anni Ottanta, vengono applicate in molti campi, e l’Europa che si accinge alla libera circolazione dei prodotti, delle merci e delle persone se le trova su un piatto d’oro. Vengono emesse le norme CEI EN 29000 (1, 2 e 3), valide in tutti i Paesi membri e in quelli di libero scambio, mentre l’Europa obbliga le società alla certificazione e i Laboratori all’accreditamento con la CEI EN 45003.

Sannio coordinato da Sergio Rapuano, Professore Associato di Misure Elettriche ed Elettroniche, è stato selezionato tra le proposte pervenute da varie parti del mondo. Il progetto, volto alla realizzazione di un riferimento per le misure di fase nel dominio della frequenza, rientra fra le tematiche di ricerca alle quali l’Unità GMEE di UNISANNIO (Laboratorio di Elaborazione dei Segnali e Informazioni di Misura – LESIM), sta lavorando da oltre un decennio.

Il progetto consentirà, tra l’altro, l’assunzione di promettenti laureati da avviare alla ricerca e di giovani ricercatori desiderosi di sviluppare le proprie competenze nel settore delle misure. Sono, inoltre, previsti periodi di studio e ricerca per giovani Ricercatori presso il centro NIST di Gaithersburg, nei pressi di Washington D.C. L’inclusione nel programma NIST Financial Assistance Awards costituisce un’ulteriore conferma del riconoscimento internazionale dell’importanza delle attività dell’Unità GMEE sannita, cui viene attribuita considerevole fiducia su tematiche inerenti la sicurezza, argomento particolarmente sensibile negli USA.

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NEWS

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Secondo tali norme, la banda passante delle vibrazioni dev’es-

sere misurata in termini di velocità (in/s oppure mm/s di picco o rms), caratteristica che i normali switch meccanici non possono offrire. I vibration switch elettronici della IMI Sensors, sia quelli standard (serie 685B) che quelli programmabili via USB (serie 686), possono invece essere programmati per questo scopo con estrema accuratezza.

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T U T T O _ M I S U R E Anno XVII - n. 3 - Settembre 2015 ISSN: 2038-6974 Sped. in A.P. - 45% - art. 2 comma 20/b legge 662/96 - Filiale di Torino Direttore responsabile: Franco Docchio Vice Direttori: Alfredo Cigada, Dario Petri Comitato di Redazione: Luca Mari, Roberto Ottoboni, Aldo Baccigalupi, Salvo Baglio, Lorenzo Peretto, Carmine Landi, Lorenzo Scalise, Gaetano Vacca, Rosalba Mugno, Carmelo Pollio, Michele Lanna, Luciano Malgaroli, Massimo Mortarino

Redazioni per: Storia: Emilio Borchi, Riccardo Nicoletti, Mario F. Tschinke, Aldo Romanelli Le pagine delle Associazioni Universitarie di Misuristi: Franco Docchio, Dario Petri, Alfredo Cigada Le pagine degli IMP: Maria Pimpinella Comitato Scientifico: ACCREDIA (Filippo Trifiletti, Rosalba Mugno, Emanuele Riva, Silvia Tramontin); ACISM-ANIMA (Roberto Cattaneo); AEIT-ASTRI (Roberto Buccianti); AIPT (Paolo Coppa); AIS-ISA (Piergiuseppe Zani); ALATI (Paolo Giardina); ALPI (Lorenzo Thione); ANIE (Marco Vecchio); ANIPLA (Marco Banti, Alessandro Ferrero); AUTEC (Gabriele Bitelli), CNR (Ruggero Jappelli); GISI (Sebastian Fabio Agnello, Renato Uggeri); GMEE (Dario Petri); GMMT (Michele Gasparetto); Gruppo Misuristi Nucleari (Stefano Agosteo); GUFPI-ISMA (Luigi Buglione); IMEKO (Paolo Carbone); INMRI – ENEA (Pierino De Felice, Maria Pimpinella); INRIM (Massimo Inguscio, Paolo Vigo, Franco Pavese); ISPRA (Maria Belli) Videoimpaginazione e Stampa: la fotocomposizione - Torino Autorizzazione del Tribunale di Casale Monferrato n. 204 del 3/3/1999.

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