Misurare la posizione di un oggetto grazie alle onde acustiche

Un nuovo sistema, economico e dalle numerose applicazioni pratiche, è stato ideato da un ricercatore dell’Università di Bologna. L’idea è stata sviluppata da Paolo Guidorzi, ricercatore del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Bologna. Il nuovo metodo di misura sfrutta alcune proprietà delle onde acustiche per determinare la posizione, nello spazio tridimensionale, di una sonda (un piccolo microfono) con una precisione dell’ordine di pochi millimetri.

“Il sistema è nato da un’esigenza pratica - osserva Guidorzi - emersa da altre ricerche in corso, nel campo delle misurazioni delle proprietà acustiche delle barriere antirumore, di cui il nostro gruppo di ricerca in Acustica applicata, guidato da Massimo Garai, si occupa da tempo a livello europeo. Per queste analisi è necessario posizionare in modo preciso alcuni microfoni. Con il nuovo sistema, utilizzando pochi componenti esterni, molto economici, una normale scheda audio multicanale e un computer su cui gira un software scritto ad hoc, si arriva a determinare, con sorprendente precisione, la posizione nello spazio di un piccolo microfono. Muovendo il microfono, in tempo reale e in modo continuo, il software riesce a tracciare e memorizzare le posizioni che esso via via assume”.

La prima applicazione del sistema ideato è quindi nell’ambito delle misure acustiche, perché il microfono stesso, utilizzato per rilevare la posizione nello spazio tridimensionale, si può utilizzare anche per misurare varie grandezze e parametri acustici, come ad esempio il livello di pressione sonora in dB oppure il tempo di riverberazione, se si è in un ambiente chiuso. Misure di routine, queste, per tecnici e ricercatori acustici, ma con il nuovo sistema è ora possibile associare automaticamente a questi parametri anche la posizione precisa nello spazio. Si possono quindi creare vere e proprie mappe tridimensionali di una certa misura, da utilizzare ad esempio per correggere l’acustica di una sala d’ascolto o di registrazione, sapendo esattamente dove sono i punti critici.

“Ma l’applicabilità del sistema - continua Guidorzi - non è solo limitata alle ricerche sull’acustica. Il nuovo metodo consente anche l’effettuazione di misure planimetriche, ad esempio in uno scavo archeologico, semplicemente salvando le posizioni rilevate, esportate poi in formato GIS. Tali operazioni si fanno normalmente utilizzando altri sistemi di rilevazione, ad esempio il laser o il GPS, ma l’utilizzo del primo risulta piuttosto costoso, mentre il secondo, utile per coprire grandi aree, è di scarsa precisione e inutilizzabile in luoghi chiusi o coperti, dove il segnale dai satelliti arriva con maggiore difficoltà. Abbiamo testato recentemente il nuovo sistema presso uno scavo archeologico di epoca preistorica, con ottimi risultati”.

“Inoltre associando al microfono una sonda termometrica, è possibile misurare tridimensionalmente la distribuzione di temperatura in una determinata zona. Oltre a quelle descritte – conclude Guidorzi - le possibili applicazioni sono infinite, molte ancora da scoprire”.

Allo stato attuale di sviluppo, il sistema copre un volume di circa 20 x 10 x 10 metri cubi, ma si sta lavorando per estendere ulteriormente questi confini. Il brevetto del sistema di misura è stato depositato a cura dell’Università di Bologna, che ne detiene i diritti di utilizzo commerciale, con l’intento di creare un sistema di misura di larga diffusione e basso costo, utilizzabile da studenti, ricercatori, studiosi e professionisti.