Storia
Il barografo è un barometro registratore, atto cioè a fornire il diagramma, o barogramma, dell'andamento nel tempo della pressione atmosferica in certo luogo, una stazione barografica (STEP #01). Esso è parte quindi della strumentazione di base di una stazione meteorologica (STEP #14).
Fu inventato da Lucien Vidi, che nacque a Nantes, in Francia, nel 1805. Vidi che, facendo carriera nell'ingegneria del vapore, vide la necessità di miglioramenti ai manometri del vapore che in quel periodo utilizzavano mercurio, poco pratico. Lo studio dei manometri attirò il suo interesse verso i barometri e decise di realizzarne un nuovo modello. Nel 1844 costruì e brevettò il barometro aneroide, un barometro metallico che non faceva uso di fluidi. L'idea di questo strumento fu concepita da Gottfried Wilhelm Leibnitz nel 1698, ma Vidi ebbe il merito di realizzarla costruendo un oggetto pratico e poco costoso. Dal barometro aneroide venne l'idea del barometro registratore (STEP #09).
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| Immagine di un barografo (STEP #02) |
La meteorologia in quegli anni faceva passi da gigante come mai aveva fatto, era il periodo positivista e c'era un clima di costante fiducia nel progresso, erano lontani i tempi dei miti. (approfondimento: breve storia della meteorologia).
Tecnica
Il barografo ha al suo interno la base del barometro aneroide, composto da una scatola metallica cilindrica, vuota e sottile, anche detta capsula aneroide. All'interno della scatola viene collocata una molla tarata in modo tale da compensare esattamente la pressione atmosferica esterna. Quando la pressione atmosferica aumenta, la scatola si deforma e la molla si comprime. Alla molla è collegata, invece di un ago per misurare la pressione su una scala graduata come nei barometri aneroidi, un'asta, di cui l'altra estremità è fornita di una penna che può scrivere su una carta avvolta attorno ad un tamburo, o cilindro di registrazione, mosso da un sistema ad orologeria.
La graduazione viene eseguita per confronto con un barometro a mercurio e deve essere verificata di frequente, specialmente per gli apparecchi che sono soggetti ad urti, è infatti presente una vite di regolazione per poter settare lo strumento sui valori corretti di pressione (STEP #05; STEP #16).
La parte più funzionale del barografo è senza dubbio la capsula aneroide. In quelle di vecchio tipo, fatte di ottone o argentana, le due basi (le membrane) erano sottilissime e molto flessibili, per cui la capsula era munita di molla antagonista interna, oppure di molla di richiamo esterna.
Nei tipi recenti, le molle non sono più presenti, ed è lo stesso materiale costituente le capsule (rame al berillio, o acciaio di adatte caratteristiche) che sopporta e registra le variazioni di pressione atmosferica.
Il collegamento tra la capsula ed il sistema di leve comprende spesso una lamina bimetallica per eliminare le influenze di temperatura sulle indicazioni dello strumento (talvolta si ottiene il medesimo scopo lasciando nell’interno dell’elemento sensibile una piccola e ben dosata quantità di aria secca). (STEP #08).
Uno dei problemi dei barografi erano le vibrazioni esterne allo strumento, infatti se, per esempio, il barografo fosse stato urtato nel corso di una misurazione, la pennina si sarebbe mossa di conseguenza tracciando un andamento di pressione non reale. Boettinger riuscì negli anni 1960 a brevettare un barografo esente da questi problemi, mettendo a punto un sistema di molle, smorzatori e ruote dentate atte a distaccare il movimento della pennina dalle perturbazioni esterne.
Negli anni a venire, con lo sviluppo dell'elettronica, furono presentati diversi barografi elettronici, un esempio è quello brevettato da Johann Wögerbauer che utilizza un barometro elettronico e un display che visualizza gli andamenti della pressione. (STEP #17).
Di solito sulla carta graduata di un barografo è rappresentato un intervallo che va da 950 a 1050 mbar, che corrisponde all'intervallo più comune per la pressione atmosferica a livello del mare, altrimenti, se si ha la necessità di misurare pressioni atmosferiche ad altitudini elevate, bisognerà dotarsi di una scala con un minimo più basso e regolare il barografo di conseguenza. (STEP #15).
Nel corso degli anni tutti questi studi hanno dato vita ad una discreta bibliografia sul barografo.
Utilizzo moderno
I barografi per uso meteorologico possono essere sia analogici, o digitali, che registrano con l'ausilio di un software i dati che arrivano in input da un barometro elettronico.
I barografi per impiego aeronautico differiscono da quelli ad uso meteorologico solo per la necessità di dover abbracciare un forte campo di variazione della pressione, da valori prossimi a quello normale fino a quelli molto ridotti delle alte quote.
Ci sono diverse aziende che producono barografi, sia digitali che analogici per i settori nautici, aeronautici o meteorologici (per approfondimento visitare questo marketplace) (STEP #11).
I moderni barografi hanno la possibilità di scegliere il ciclo di lavoro, se giornaliero, settimanale o mensile; possono avere un azionamento del tamburo a carica manuale o al quarzo. (STEP #22).
Le normative prevedono che le misurazioni siano sempre ricondotte al livello del mare, tramite apposite formule, per avere omogeneità dei parametri, o, se questo non è possibile, bisogna indicare la quota di rilevamento delle pressioni; inoltre si specifica che ci deve essere un barografo in ogni nave abilitata a viaggi internazionali, lunghi o brevi che siano. (STEP #23).
Cultura di massa
Il barografo è uno dei simboli chiave della meteorologia, dato che è con il suo aiuto che si redigono le carte di pressione isobarica, che vediamo ogni qualvolta guardiamo le previsioni del tempo. (STEP #06).
Ed è proprio per il suo importante ruolo nella meteorologia che abbiamo visto questo strumento in rappresentazioni cinematografiche, sui francobolli e sui fumetti, e anche in una pubblicità vintage.
Infine hanno fatto anche un'applicazione per smartphone che simula il suo funzionamento.
In conclusione, nonostante il suo nome non sia più citato come nel 1890, il barografo è un stato importante strumento dalla sua prima realizzazione ai giorni nostri. (STEP #24).
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