STEP #28 - La sintesi finale

 Il misuratore di campo 

(Illustrazione del 1478 del Uroboro: simbolo della natura ciclica  delle cose, del rapporto tra fine ed inizio)

Questo post non vuole essere esclusivamente una sintesi conclusiva , ma un punto d'accesso per i contenuti trattati in questo blog.

Questo blog è da considerarsi come l' analisi di uno strumento, il misuratore di campo [STEP 1 ], non solo in quanto strumento, tassonomicamente classificabile [STEP 14], ma in quanto cosa. Le cose infatti non si limitano ad essere semplici oggetti o utensili, queste hanno un valore aggiunto (si veda ad esempio l'importanza che queste possono assumere nella letteratura).

Non è dunque sufficiente soffermarsi sull' aspetto esteriore di una cosa  [STEP 2] ,  nè sui materiali di cui essa è composta [STEP 8]. Il  valore dell' oggetto non può essere raccontato da un manuale d'utilizzo ( per quanto, nel caso di uno strumento complesso, questo possa rivelarsi parecchio utile [STEP 22] ) e non è nascosto tra bobine, circuiti e condensatori , che compongono le interiora  dell'oggetto [STEP 16]. 

 Ogni oggetto lascia una traccia evidente nell' immaginario collettivo e nella storia dell'uomo; ad esempio, ad ogni oggetto è associato un insieme di parole ( si veda per esempio l'abecedario del misuratore di campo [STEP 19] e il glossario a cui rimanda [STEP 3]), e la frequenza di utilizzo di queste parole ci racconta molto di come la storia dell' uomo e dell'oggetto si intrecciano  [STEP 24].

 Sorprendentemente possiamo scoprire, infatti,  che il misuratore di campo può vestire i panni dell'eroe ed essere d'aiuto perfino a Batman e Robin! [STEP 21] , e una sua versione riadattata potrebbe aiutare i Ghostbusters nel loro intento di proteggere New York da forze paranormali [STEP 12].

Un punto d'inizio interessante, per l'esplorazione di ciò che concerne il misuratore di campo, è approfondire le radici dell'elettromagnetismo e individuare il contesto in cui nasce la necessità di misurare l'intensità di un campo elettromagnetico [STEP 4].  Saranno proprio le teorie dell'elettromagnetismo a permettere agli inventori dello strumento [STEP 9] di elaborare i principi essenziali  tramite cui esso opera [STEP 5]. Nel 1955 Ross Gunn  brevetterà una delle prime versioni dello strumento [ STEP 17], cosi come lo conosciamo oggi; a partire dal suo prototipo si innescherà un processo di evoluzione tecnologica, che porterà infine agli strumenti moderni.Tale evoluzione tecnologica vede attivamente coinvolte le compagnie produttrici dello strumento [STEP 11], passando dall' ingombrante  modello 488 della  Simpson Electric Company al compatto  SMP2 della Wavecontrol (il cui logo è stato approfondito nel dettaglio qui: [STEP 20] ), per non parlare dell'autonomia garantita dall'impiego di batterie al Litio [STEP 26]) . L'interesse per lo strumento è tale da stimolare la produzione di  articoli scientifici e libri [STEP 10]

 LE COSE NELLA LETTERATURA

 Il ruolo della "sigaretta" ne "La coscienza di Zeno"

In taluni libri vi si può trovare uno o più oggetti che siano importanti quanto i protagonisti-umani e diventino fondamentali nella trama.

È questo il caso ella sigaretta nel romanzo “La coscienza di Zeno” di Italo Svevo.

Protagonista nel racconto è la sigaretta.

Zeno presenta il suo coprotagonista, raccontando della prima volta che ha fumato una sigaretta, era adolescente e aveva rubato i soldi al padre.

Zeno ha vent’anni quando si accorge di odiare il fumo e si ammala, ma nonostante la malattia decide di fumare un’ultima sigaretta; ed è qui che si evidenzia la funzione centrale dell’oggetto nella narrazione oltre che nella vicenda umana del protagonista.  

Ogni tentativo di smettere di fumare non è che uno stimolo ulteriore al desiderio.

È la sigaretta a vincere sul protagonista-uomo, il proposito di smettere sembra voler ridimensionare il ruolo delle sigarette che finiscono per riempire di loro tutta la giornata di Zeno. Intanto l’ultima sigaretta viene nascosta dietro la sigla u.s. che accompagnata da date viene apposte su qualsiasi cosa (libri, diari, agende, muri), inducendo il lettore a concludere che l’uomo vuole invano superare la centralità dell’oggetto.

La coscienza di Zeno capisce che a vincere è la sigaretta. L’uomo dovrebbe accettare la propria sudditanza all’oggetto, ma difende la superiorità umana, rispetto all’inanimato, accusando la propria inettitudine; trova così un alibi alla condizione umana, rilegando tutto ad una dimensione personale, alla propria incapacità esistenziale.

L’inettitudine di Zeno amplifica il significato dell’oggetto, stimolando una più profonda riflessione sull’uomo. La sigaretta ha il compito di svelare che la malattia del protagonista è comune in realtà a tutti gli uomini che vivono nella società contemporanea, alienante e contraddittoria.

La sigaretta materializza le dipendenze e le ossessioni dell’uomo moderno, caratterizzato da un profondo senso di solitudine di fronte a un mondo malato, egoista e contraddittorio.

 STEP #27 - La mappa concettuale

Questa mappa concettuale mette in relazione alcuni concetti chiave che riguardano il misuratore di campo. L'idea alla base della realizzazione della mappa è quella di prendere spunto da una rete neurale, ogni nodo illuminato nella mappa può essere visto come un neurone ed ogni collegamento come una sinapsi.

 

 STEP #26 - La chimica e gli strumenti scientifici

 Uno dei contributi principali della chimica all' avanzamento del misuratore di campo è stato il perfezionamento delle batterie al litio, le quali hanno permesso allo strumento di diventare portatile e con un autonomia migliore. 

Funzionamento:

La batteria agli ioni di litio funziona in modo simile alle normali batterie. Il principio è lo stesso dello scambio di ioni e del flusso di elettroni.

C'è un anodo e un catodo in una batteria agli ioni di litio. Attualmente la grafite (una struttura alleotropica del carbonio)  viene utilizzata come anodo.Alla base di questa scelta vi è l'efficenza con cui questa struttura chimica riesce ad immagazinare energia elettrica.

Fase di carica:

Durante la carica, il catodo cede parte dei suoi ioni di litio, i quali attraversando l' elettrolita contenuto nella batteria raggiungono la grafite all'anodo, durante questo processo viene immagazzinata l'energia all'interno della batteria.

 

Fase di scarica:

Durante l'utilizzo del dispositivo l'energia accumulata nel processo di carica viene trasferita, questo processo fa sì che gli ioni attraversino nuovamente l'elettrolita per ritornare al catodo.

 STEP #25 - Cose personali

MEMENTO

In primo piano una piccola beuta dell'istituto tecnico in cui mi sono diplomato come perito chimico,  oltre a ricordarmi della spensieratezza di quel periodo simboleggia quello che per tutta la mia vita è stato il mio desiderio di diventare "uno scienziato". Dietro invece ciò che è rimasto di un goffo tentativo di effetture in casa l'elettrolisi...

UTENSILE

La casio fx-991EX è per me un utensile  indispensabile, mi accompagna quotidianamente da quando ho iniziato il mio percorso di studi al Politecnico di Torino, incarna perfettamente questo periodo della mia vita.

FETICCIO

Questo invece è lo statore di un motore elettrico ( nonchè un ottimo ferma carte), mi piace pensare un giorno sarà in grado di progettarne di simili!

 

 STEP #24 - Le parole nella storia

Un analisi della frequenza con cui alcuni termini, associati al misuratore di campo, ricorrono nelle pubblicazioni letterarie nel tempo, ci può essere d'aiuto per contestualizzare l'oggetto nella storia.

Tramite il sito Ngram Viewer è possibile  tracciare dei grafici che esprimono questa relazione:

"measure field"

(N.B. muovendo il cursore sul grafico è possibile interagire con esso)

 

 

 

"electromagnetism"

Possiamo notare come prima del 1820 la necessità di misurare il campo elettromagnetico sembra quasi del tutto assente, nonostante le notevoli scoperte sui fenomeni elettrici e magnetici avvenute nel XVIII secolo questi due tipi di forze saranno considerate scorrelate fra loro fino a quando Hans Christian Oersted dimostrerà che questi sono fortemente legati tra loro.

Da allora possiamo notare un altro picco tra il 1845- 1865, anni in cui Maxwell elaborerà le sue teorie sull'elettromagnetismo.

Per via della diffusione di sistemi di comunicazione quali la radio e la televisione l'utilizzo di questi termini aumenterà rapidamente nel XX secolo, con il suo picco massimo nel 1986 molto probabilmente la necessità di  misurare il campo elettromagnetico aumentò in seguito al disastro di Chernobyl.

Bibbliografia:

https://www.britannica.com/science/electromagnetism/Faradays-discovery-of-electric-induction

https://www.aps.org/publications/apsnews/200807/physicshistory.cfm 

https://en.wikipedia.org/wiki/Chernobyl_disaster

 

 

 

 STEP #23 - La normativa

 

Per quanto riguarda gli strumenti utilizzati per la rilevazione e la misurazione dei campi elettromagnetici vigono le seguenti normative a livello europeo:

•  CEI 211-6

•  CEI 211-7

Queste normative non si limitano a fornire un elenco di caratteristiche standard entro cui lo strumento deve poter operare, esse :

-definiscono la terminologia;

- descrivono le caratteristiche generali dei campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici;

-descrivono le principali sorgenti;

- identificano le specifiche per i misuratori di campi, richiamando i principi generali di funzionamento degli strumenti;

-indicano i metodi di taratura;

-definiscono le prescrizioni relative all’incertezza degli strumenti;

-descrivono i metodi di misura che permettono di raggiungere gli obiettivi richiesti relativamente all’esposizione umana.

 

 

Bibbliografia:

 

https://www.portaleagentifisici.it/faq.php? id=19

 

 

 STEP #22 - Un manuale d'uso

 I misuratori di campo si sono evoluti molto dalla loro prima apparizione agli inizi del XX secolo, ma in che modo è possibile effettuare delle misurazioni con uno di questi dispositivi?

Di seguito un piccolo manuale d'uso per lo strumento( facendo riferimento al modello EMF450 della Extech) :

(1) Orientare correttamente lo strumento rispetto alla posizione del sensore, facendo bene attenzione a reggere lo strumento dal fondo (in modo da non coprire il sensore).

(2) Puntare lo strumento alla sorgente di cui si vuole misurare l'energia emessa.

(3) Premere il pulsante per la cattura dei dati, mantenendo in posizione fissa il dispositivo durante la misurazione

 (4) Una effettuata la lettura i valori saranno visibili fino a quanto non verrà premuto nuovamente il pulsante per l'acquisizione dei dati.

(5) Effettuare più misurazioni  da diverse angolazioni per ottenere un valore più attendibile della misura.

(6)Tenere premuto il pulsante di accensione per 3 secondi per spegnere il dispositivo.

 

Bibbliografia:

 EMF450 ( pdf )

 

 STEP #21 - Nei fumetti

(Gardner Fox,   "The inside story of the Outsider!",  in Detective Comics #328, DC comics 1943)

In questo fumetto raffigurante le avventure del duo Batman e Robin, i due eroi investigano al fine di smascherare "The Outsider" un perfido antagonista con la capacità di controllare oggetti inanimati tramite una radiazione misteriosa, riuscendo a trafugare alcuni dei suddetti oggetti i due protagonisti si apprestano a studiare la radiazione elettromagnetica che questi emettono, tramite quello che sembra proprio un misuratore di campo, al fine di smascherarlo.

 STEP #20 - Il marchio

La wavecontrol è uno dei marchi più associati alla produzione di strumenti dediti alla misura del campo elettromagnetico.

 Analisi del marchio:

 analizzando il logo stesso della compagnia è possibile infatti notare:

La prima lettera del logo altro non è che una rapresentazione stilizzata di un onda sinusoidale, il campo elettromagnetico misurato dai misuratori di campo prodotti dall'azienda può di fatto essere descritto come la combinazione lineare di onde sinusoidali funzione del tempo e dello spazio

bibbliografia:

https://www.wavecontrol.com/rfsafety/en 

STEP #19 - L'abecedario

 STEP #19 - L'abbecedario

 A-Amplificatore Operazionale

B - Batteria

C-Couloumb

(Unità di misura della carica elettrica che genera i campi elettromagnetici)

D- Display Digitale

 

(Permette la lettura dei valori nelle versioni più recenti dello strumento)

E- Elettrodo
F- Faraday-Henry 

(Legge di Maxwell che definisce l'induzione elettromagnetica, il principio che garantisce il funzionamento dello strumento)

G-Gunn Ross

(Inventore )

 H-Hertz 

(Unità di misura della frequenza di oscillazione di un campo elettromagnetico)
I-Induzione
L-Litio 

(Elemento chimico  che costituisce le batterie dei moderni misuratori di campo portatili,permettendo ai modelli recenti di avere un autonomia migliore)
M-Microchip

N- NPN 

(è il tipo principale di transistor bipolari usati in un amplificatore operazionale, e di conseguenze nel misuratore di campo)
O- Onda (Modello matematico della propagazione di campi elettromagnetici )

 

P-Potenziale Elettrico
Q- Quanto 

(quantità elementare discreta di energia associata a un campo di forze)
R-Radiazione
S-Silicio

 ( costituice i microchip che compongono lo strumento)
T-Televisione

 

(Uno degli impieghi più comuni di un misuratore di campo è l'istallazione di apparati per la ricezione televisiva)
 

U-Ultravioletto

(Banda dello spettro elettromagnetico con lunghezza d'onda compresa tra 10 to 400 nm) 

V-Volt/metro

 (unità di misura del campo elettrico)
Z-  Zero assoluto

 

 STEP #17 - I brevetti

 

US2820947A - Anno 1955 (Ross Gunn)

Si tratta di uno dei primi brevetti reperibili di misuratore di campo, questa versione in particolare è costruita in modo da poter effettuare misure attendibili anche in caso di condizioni atmosferiche particolarmente sfavorevoli. Molto interessante come in questa versione dei primi anni 50 siano assente l'amplificatore operazionale, dispositivo alla base del funzionamento dei modelli più moderni.

US3873919A - Anno 1974 ( Robert E Vosteen )

 Questa versione più recente dello strumento presenta due grandi novità rispetto alla precedente, l'impiego di un amplificatore operazionale permette allo strumento di ridurre notevolmente le sue dimensioni, infatti questo è un modello portatile dello strumento.

CN106154061A- Anno 2015 ( 陈爱明,  周林, 付永长 , 周静,邓华, 赵俊 ,丁晓明, 李希胜,吕振)

Purtroppo questo brevetto non contiene immagini di alcun tipo, questa versione più moderna afferma di avere le seguenti funzionalità aggiuntive rispetto ai modelli precedenti:

• presenza di un allarme acustico quando l'intensità eccede  una determinata intensità  
• Dimensioni ridotte dello strumento
• Consumi energetici estremamente ridotti
• Alta sensibilità

 STEP #16 - Anatomie

 

 (In questo video è possibile assistere al disassemblamento di un vecchio modello di un misuratore di campo)

 (Fotogramma estratto dal video)

(Disegno "Esploso" raffigurante le principali componenti di un misuratore di campo)

 

Bibbliografia:

 

https://www.youtube.com/watch?v=WOYFwUkSs4k 

 Brevetto di un misuratore di campo

 STEP #15 - I numeri

 

La costante dielettrica del vuoto

 

 

La costante di permeabilità magnetica nel vuoto

 

 

Il modello di uno dei primi misuratori di campo commerciali

 

 

Prezzo medio di un moderno misuratore di campo  

 

4

Coordinate necessarie per descrivere il valore di un campo elettromagnetico in un punto dello spazio e del tempo

1955

Anno in cui Ross Gunn deposita il brevetto del suo misuratore di campo.

 STEP #14 - La tassonomia

 La pubblicità (STEP 13):

 Una pubblicità contemporanea di un moderno misuratore di campo prodotto dalla wavecontrol.

 

 

 

 

Misuratore di campo nel cinema... (STEP 12)

Il misuratore di campo è stato di ispirazione per la creazione del P.K.E. Meter , uno strumento fantascientifico apparso molteplici volte nella serie cinematografica riguardante le avventure dei  Ghostbusters. Questo speciale misuratore di campo  permetteva ai cacciatori di fenomeni paranormali di rilevare i campo elettromagnetici generati dalla presenza di entità paranormali.

 

 

 

Ecco qui una delle scene in cui lo strumento compare.

 STEP #11 - I costruttori

 Simpson Electric Company

 

La Simpson Electric Company viene fondata da  Ray Simpson nel 1927, quando la compagnia produsse il dispositivo che rese possibile a Charles Lindbergh di orientarsi durante  il primo volo sorvolando l'Atlantico. In seguito la compagnia si specializzo nella produzione di strumenti per la misura di precisione (Tra cui il  misuratore di campo mod. 488 riportato in figura) fino al giorno d'oggi.

Bibbliografia:

https://simpsonelectric.com/about-us/history/

 

STEP #10 - I libri

 

Articoli scientifici: 

•  ANTONIO DELLE FEMINE, DANIELE GALLO, CARMINE LANDI,MARIO LUISO ,Advanced Instrument For Field Calibration of Electrical Energy Meters, in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement , anno 2009,  Volume: 58, Issue: 3

•   R. GUNN, Electric Field Meters (1954) , in AIP Review of Scientific Instruments 25, Anno 2004. 
  
  

Monografie:

 

• Thomas W. FLATLEY, Harold E. EVANS, The Development of the Electric Field Meter for the Explorer VIII Satellite, 1962 
• Harold DICKENSON BROWNING, The theory and history of a model electric field meter, 1963
  
   
•  Frank M.  GREENE, A New Near-zone Electric Field-strength Meter Volume 13 , 1966.

 GLI INVENTORI (STEP 9) 

(Ross Gunn )

Il fisico (nonchè ingegnere elettronico) statunitense Ross Gunn è stato uno dei maggiori contribuitori alla'invenzione del misuratore di campo come lo conosciamo oggi. La sua carriera è stata caratterizzata da una prolifica attività (Oltre 28 pubblicazioni scientifiche e più di 45 brevetti, molti dei quali sviluppati lavorando per la marina militare statunitense). Alcuni dei suoi più importanti contribuiti:

• La sua tesi "Three New Methods in Electrical Measurements"
• Progettazione di dispositivi  per il radio-controllo di  aereomobili militari ( i quali contribuiranno a rendere possibile lo sviluppo dei moderni droni)
• La sua partecipazione al Progetto Manhattan durante la seconda guerra mondiale.
  

https://www.atomicheritage.org/profile/ross-gunn

https://en.wikipedia.org/wiki/Ross_Gunn

https://patents.google.com/patent/US2820947A/en