CHE COS’È UN BOROSCOPIO? ALLA SCOPERTA DELLA SUA STORIA

Se dovessimo cercare su un vocabolario la definizione di “boroscopia” la troveremmo indicata come un sottocampo dell’endoscopia. L’etimologia di tale termine deriva dall’inglese “boroscope”, dove “bore” sta a significare “foro”. Ma nella pratica che cos’è un boroscopio?

Nelle prossime righe cercheremo di indagare sul funzionamento di questo strumento essenziale per le ispezioni visive ed i cosiddetti “controlli non distruttivi”. Risaliremo fino alle sue origini e ci interrogheremo sulle sue possibili evoluzioni future.

A cosa serve un boroscopio?

Prima di provare a spiegare a che cosa serve un boroscopio, c’è un altro piccolo enigma da risolvere: qual è la differenza tra boroscopia ed endoscopia?

La prima riguarda l’utilizzo degli endoscopi nei settori industriali per controllare componenti di impianti e motori, così come saldature e cavità in generale. L’endoscopia invece fa riferimento all’applicazione degli endoscopi in campo medico.

Quindi, in sostanza i principi alla base di entrambe le discipline sono i medesimi. Ovviamente i dispositivi medici sono progettati per rispondere alle esigenze del corpo umano, mentre quelli usati nei contesti produttivi presentano caratteristiche pensate appositamente per i sistemi industriali.

Dopo questo primo chiarimento, vediamo meglio che cos’è un boroscopio. Si tratta di uno strumento ottico progettato per consentire l’ispezione visiva di aree difficili da raggiungere, fornendo immagini dettagliate e precise.

 Il dispositivo è composto sostanzialmente da un tubo rigido o flessibile, dotato di una lente o di una telecamera all’estremità, e da un sistema di illuminazione per migliorare la visibilità, in quanto si opera solitamente in aree contraddistinte da una scarsa luminosità.

Come già accennato, il boroscopio viene adoperato in molteplici settori per esaminare componenti complessi senza doverli smontare. Le sue funzionalità facilitano di gran lunga le operazioni di controllo qualità, di manutenzione preventiva ed infine la diagnosi dei guasti.

Quando è nato il boroscopio?

Le origini del boroscopio vanno ricercare durante la Seconda Guerra Mondiale. All’epoca, i tecnici militari necessitavano di una nuova metodologia per analizzare lo stato delle canne dei fucili senza dover smontare completamente tutta l’arma.

Così, si ingegnarono e diedero vita ad alcuni dispositivi ottici rigidi, primitivi ma funzionali, formati da un semplice tubo con una lente che consentiva di visualizzare l’interno del già citato “bore” delle armi da fuoco. 

Tuttavia, i boroscopi della prima ora erano ingombranti e con capacità ottiche limitate. Per questo motivo inizialmente restarono confinati solo a specifici ambiti militari.

La nascita del boroscopio moderno negli anni ‘60

La nascita dello strumento che oggi chiamiamo comunemente “boroscopio” si deve a due scienziati americani: Narinder Kapany, fisico di origine indiana noto come “il padre delle fibre ottiche,” e Brian O’Brien, ottico e fisico esperto. 

I due svilupparono il primo boroscopio moderno, combinando un tubo rigido con un sistema ottico più sofisticato che garantiva un’ispezione più dettagliata e precisa. Il nuovo dispositivo, non solo migliorò la qualità delle immagini, ma aprì la strada all’introduzione dei boroscopi flessibili realizzati proprio grazie all’applicazione delle fibre ottiche per trasmettere la luce e l’immagine.

L’invenzione di Kapany e O’Brien fu subito accolta con entusiasmo da settori come l’industria aerospaziale e manifatturiera, i quali avevano un estremo bisogno di strumenti più affidabili per effettuare controlli non distruttivi sulle turbine, i motori ed altre apparecchiature complesse. 

Nel giro di pochi anni la versione flessibile del boroscopio venne perfezionata e divenne indispensabile in tutti quei contesti industriali in cui le ispezioni avvenivano in spazi curvi ed angusti (basta pensare alla geometria complessa di un motore di un’auto o di un aereo).

Il progresso tecnologico si intensificò ulteriormente negli anni ’70 e ’80, con l’integrazione di sorgenti luminose sempre più potenti, come le lampade alogene e successivamente i LED, che migliorarono in maniera esponenziale la visibilità negli ambienti scarsamente illuminati.

L’era della digitalizzazione

Negli anni ’90, il boroscopio entrò in una nuova era grazie alla digitalizzazione. I videscopi, equipaggiati con telecamere miniaturizzate, permisero di trasmettere immagini e video in tempo reale su monitor esterni.

A tutto ciò si aggiunse la possibilità di registrare le immagini osservate, analizzarle in maniera ancora più approfondita ed organizzarle anche attraverso i software che nacquero proprio in quel periodo. Il boroscopio si trasformava da semplice strumento di analisi a dispositivo in grado di produrre report e creare storici delle ispezioni effettuate.

Come funziona il boroscopio?

Il tubo del boroscopio viene inserito all’interno della cavità o dell’area da ispezionare. La lente o la telecamera all’estremità cattura l’immagine del target, che, a sua volta, viene trasmessa tramite due diversi approcci:

• sistema ottico (boroscopi rigidi e flessibili tradizionali): l’immagine viene trasferita dall’obiettivo all’oculare attraverso un fascio di fibre ottiche. Queste ultime funzionano come un condotto per la luce, in grado di preservare dettagli e nitidezza;
• sistema digitale (videoscopi): una telecamera miniaturizzata cattura l’immagine e la invia elettronicamente a un monitor esterno o a un dispositivo portatile. Questa tecnologia assicura immagini ad alta risoluzione e offre funzionalità avanzate come lo zoom digitale, la registrazione video e la cattura di fotogrammi.

In quali campi viene applicato il boroscopio?

Nel paragrafo precedente curiosando tra la storia del boroscopio abbiamo osservato come a partire dagli anni ’60 lo strumento sia ormai applicato in gran parte dei settori produttivi.

Nell’industria aerospaziale, ad esempio, è utilizzato per ispezionare turbine e motori a reazione, identificando eventuali difetti o usura senza dover smontare i componenti. Nell’automotive, invece, il boroscopio è di vitale importanza per l’analisi dei cilindri del motore, dei sistemi di iniezione e di altri componenti meccanici. Anche l’industria manifatturiera beneficia largamente del suo utilizzo, impiegandolo per il controllo qualità di componenti metallici e plastici, come tubazioni, valvole e stampi.

Il suo impiego si estende inoltre al settore edilizio, dove viene sfruttato per ispezionare intercapedini e lo stato dei materiali di costruzione.  Abbiamo sottolineato come il boroscopio fu utilizzato per la prima volta in campo militare: tutt’oggi nel settore è indispensabile per verificare la qualità e la sicurezza delle armi da fuoco.

L’applicazione del boroscopio in tutti questi contesti si traduce in risparmio di tempi e costi delle operazioni di manutenzione. Inoltre, determina l’incremento dell’efficienza operativa.

Quale futuro attendersi?

L’evoluzione tecnologica sta spingendo il boroscopio verso nuove frontiere. Gli strumenti stanno diventando sempre più compatti e leggeri per essere trasportati facilmente anche nelle aree più impervie. Contemporaneamente le nuove funzionalità avanzate come la messa a fuoco automatica, la registrazione in alta definizione e l’integrazione con software di analisi, stanno rendendo i boroscopi sempre più accessibili e facili da usare.

L’evolversi delle tecnologie di intelligenza artificiale condurrà all’elaborazione automatica delle immagini. Allo stesso modo l’introduzione della realtà aumentata rivoluzionerà ulteriormente il modus operandi delle ispezioni. 

Insomma, la storia del boroscopio è in continua evoluzione per rispondere alle crescenti esigenze di precisione, efficienza e affidabilità nel mondo contemporaneo.