La livella: cos’è
La livella è uno strumento deputato a verificare la perfetta orizzontalità di un piano al quale è collegato. Viene usata anche per misurare piccoli angoli di inclinazione. Può essere impiegata come strumento singolo oppure come elemento di uno strumento, specie tra quelli usati in topografia. La livella, nella forma tipica, è formata da un tubo di vetro chiuso a entrambe le estremità e riempito quasi del tutto di alcol oppure anche di etere solforico. Il suo riempimento è tale che resta libero solo uno spazio piccolo in cui vengono raccolti i vapori dell’alcol o di altro liquido: questo spazio libero viene chiamato impropriamente bolla d’aria. La superficie del tubo, nella sua parte superiore interna è formata rispettando la superficie torica; la superficie che invece è quella esterna superiore al tubo ha una graduazione che viene incisa direttamente sul vetro. Per far sì che un piano sia orizzontale, basta porre la livella su questo piano nelle due direzioni che sono perpendicolari e poi spostarlo in maniera che la "bolla d’aria" sia centrata in entrambe le posizioni. Esistono vari tipi di livella: vediamoli.
Livella a bolla
La classica livella con la bolla è basata sul principio fisico elementare che riempiendo di liquido un contenitore, in genere di un liquido volatile, e lasciando all’interno una bolla di aria, questa bolla va a posizionarsi sempre nella posizione più alta del contenitore, in quanto l'aria contenuta risulta meno densa rispetto al liquido. Secondo questa proprietà, inserendo il liquido nel contenitore di forma sferica e lasciando una bolla con l’aria, si ottiene che questa bolla sia sempre al punto più lontano dalla superficie della terra o, più precisamente, si pone sempre per indicare una linea teorica la quale passa dal centro di questa sfera al baricentro di questa bolla d'aria. Se fissiamo questa sfera a un apparecchio il quale deve essere perfettamente orizzontale, dobbiamo muovere questo apparecchio fino a quando la bolla non si trovi nella zona superiore di questa sfera, dopo aver indicato la zona con un certo segno. Questa si chiama livella sferica, usata in strumenti topografici.
Livella torica
Se poi desideriamo una precisione maggiore in una certa livella che possa occupare lo stesso spazio di una livella a bolla si può sostituire un toro alla sfera. Questo ci consente di avere delle misure più precise, ma ha un unico inconveniente: la livella toroidale è molto precisa ma in una direzione sola, mentre quella a bolla sferica misura entrambe le direzioni allo stesso tempo. La livella di tipo toroidale viene usata soprattutto per gli strumenti topografici, in ausilio a una livella a bolla sferica, proprio per eseguire la "messa in bolla" di uno strumento. In genere questa livella toroidale, detta anche torica, trova la sua applicazione nei cantieri edili: viene montata sopra un oggetto dotato di un piano liscio e può consentire di determinare con facilità se asse è orizzontale oppure verticale. Comunque le livelle di tipo a bolla amplificano tutte l'errore della lettura. Infatti l'errore della posizione rispetto a un riferimento, si ripercuote in modo amplificato su una certa distanza: mentre a un metro è di un solo millimetro, a circa dieci metri è fino a un centimetro.
La livella laser
La livella di tipo laser, al contrario di ciò che avviene con la livella a bolla, non viene usata per determinare l’orizzontalità di una superficie ma serve per tracciare invece una linea che sia luminosa la quale ci consente di capire quali sono i punti, all’interno di uno spazio aperto o chiuso, che appartengono ad uno stesso piano. Questa livella laser, per far si che sia in piano, viene usata come una livella sferica. La livella di tipo laser si compone in genere di un attrezzo rettangolare, retto con un treppiede, il quale monta, a una delle estremità, il raggio di tipo luminoso che ha una elevata intensità. Questo attrezzo è capace di ruotare in modo autonomo sull'asse sul treppiede, e lancia a 360° un fascio luminoso. Se si vuole migliorare la precisione e facilitare l'uso dello strumento si usa la funzione dell’auto-livellamento con cui sono attrezzate le più moderne livelle.
Domande frequenti
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Come funziona fisicamente una livella a bolla?La livella a bolla sfrutta il principio di galleggiamento dell'aria rispetto a un liquido. All'interno di un tubetto di vetro sigillato, parzialmente riempito di alcol o etere solforico, rimane una piccola bolla d'aria. Poiché l'aria è meno densa del liquido, essa tende naturalmente a salire verso il punto più alto del contenitore. La parte superiore del tubetto ha una curvatura specifica: se il piano su cui appoggia la livella è perfettamente orizzontale, la bolla si posiziona esattamente al centro della tacca di riferimento. Spostando la livella in due direzioni perpendicolari, se la bolla rimane centrata in entrambe, il piano è livellato.
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Qual è la differenza principale tra livella torica e livella sferica?La differenza risiede nella precisione e nel numero di direzioni misurate. La livella sferica, con una camera di forma sferica, permette di verificare l'orizzontalità su due assi contemporaneamente, indicando il punto più alto in qualsiasi direzione. Al contrario, la livella torica (o toroidale) offre una precisione superiore ma solo lungo un asse specifico. Per questo motivo, negli strumenti topografici professionali, spesso si combinano entrambi i tipi: la sferica per una prima approssimazione rapida e la torica per un'allineamento fine e preciso su un'unica direzione.
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A cosa serve la livella laser e come si differenzia da quella tradizionale?Mentre la livella tradizionale verifica se una superficie è piatta o inclinata, la livella laser ha lo scopo pratico di tracciare linee luminose orizzontali o verticali nello spazio. Questo la rende indispensabile per operazioni come l'appoggio di piastrelle, la posa di controsoffitti o la disposizione di mobili, permettendo di visualizzare immediatamente il piano di lavoro. Le moderne livelle laser sono dotate di auto-livellamento: verificano automaticamente la propria posizione e proiettano il raggio solo quando sono perfettamente in bolla, garantendo risultati precisi senza bisogno di regolazioni manuali complesse.
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Quanto è accurata una livella manuale e qual è l'errore tipico?Le livelle manuali hanno un margine di errore che aumenta con la distanza di lettura. Anche se sembrano precise, piccole imperfezioni nella curvatura del tubo o nella lettura della bolla possono generare scostamenti significativi su lunghe distanze. Ad esempio, un errore di appena 1 millimetro rilevato a 1 metro di distanza può tradursi in uno scarto di circa 1 centimetro a 10 metri. Pertanto, per lavori di grande scala o di altissima precisione, è fondamentale utilizzare strumenti topografici o livelle laser calibrate, riservando quelle manuali a controlli locali e verifiche rapide.
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In quali contesti è preferibile usare una livella toroidale?La livella toroidale è particolarmente indicata per l'utilizzo nei cantieri edili e nella topografia, specialmente quando integrata in strumenti come teodoliti o livelli ottici. Grazie alla sua geometria a toro, offre una sensibilità maggiore rispetto alla versione sferica, consentendo di individuare minime variazioni di inclinazione. Tuttavia, poiché misura correttamente solo in una direzione, viene spesso affiancata a una livella sferica: la prima assicura la messa in bolla grossolana su tutti i piani, mentre la seconda affina l'allineamento sull'asse di lavoro principale con estrema accuratezza.
