Il radar è un esempio di invenzione collettiva e di come le scoperte del singolo uomo di scienza, maturate autonomamente con lo studio e la ricerca, possano contribuire alla realizzazione di strumenti di notevole utilità unendosi ai risultati perseguiti nel tempo da altri studiosi.

Quando il tedesco Henrich Rudolf Hertz ottenne la cattedra di fisica teorica presso l’università di Karlsruhe nel 1885 aveva già scoperto l’esistenza delle onde elettromagnetiche; Il problema di rilevarne le eco si pose tra il 1901 ed il 1902, periodo in cui gli inglesi Arthur Edwin Kennelly ed Oliver Heaviside scoprirono l’esistenza della ionosfera assieme a Guglielmo Marconi che stabilì la forza riflettente di questa parte dell’atmosfera e le leggi sulla propagazione delle onde radio grazie ad essa. Nel 1904 Christian Hülsmeyer fu il primo a sfruttare le onde radio per individuare la presenza di oggetti metallici con un “telemobiloscopio“; Nikola Tesla diede un importante contributo nell’agosto del ’17 stabilendo per primo andamento e livello di potenza delle frequenze d’onda emesse dalle prime antenne; il 20 giugno 1920 presso l’ “American Institute of Electrical and Radio Engineers ” di New York fu ancora Guglielmo Marconi a tenere un’importante relazione che illustrava i principi di funzionamento di un dispositivo capace di captare oggetti in movimento e, due anni dopo, ne propose la realizzazione all’intera comunità scientifica ma, evidentemente disatteso, bisognò attendere il 1933 perché l’inventore e fisico italiano ne riparlasse durante un incontro a Castelgandolfo col colonnello Luigi Sacco ( Alba 1883- Roma 1970), celebre “codebreaker” della seconda guerra mondiale e fondatore dell’ “Ufficio Crittografico” col quale Marconi instaurò una collaborazione che sortì l’allestimento del primo servizio esteso di radiotelegrafia regolare in Libia già tra il 1911 ed il 1914, proprio durante la guerra italo-turca.

Persuaso dell’efficacia di un tale congegno dopo una dimostrazione pratica effettuata da Marconi con un “radioecometro” Sacco affidò immediatamente la progettazione di uno strumento più complesso ed efficace all’ ing. Ugo Tiberio (Campobasso 1904- Livorno 1980) giovane ufficiale dell’Esercito Italiano profondamente ispirato dalle teorie di Marconi e che pertanto venne subito trasferito in Marina e destinato all’Accademia Navale di Livorno per lavorare al R.I.E.C. ( Regio Istituto Elettrotecnico e delle Comunicazioni); in breve tempo Ugo Tiberio mise a punto uno strumento che avrebbe potuto localizzare i bersagli navali di notte agevolando la Marina Italiana contro le flotte avversarie: era il 1935 e fu inventato di fatto il “radiotelemetro” avendone il Tiberio formulato il funzionamento e risolto i problemi che creavano allora le limitazioni del “radioecometro” e un divario tra l’impiego della modulazione di frequenza e quello degli impulsi. Ma come tutt’ora avviene i fondi messi a disposizione erano scarsi (20.000 lire e pochi collaboratori contro i milioni di dollari e ben 5000 ricercatori impiegati negli “States” a quei tempi per lo stesso obiettivo) e la miopia della commissione scientifica e dei vertici della Marina fu tale da non voler dare credito all’allora trentunenne padre del radar italiano, tanto da rallentare la costruzione dei prototipi e limitare la conseguente sperimentazione soltanto al campo della modulazione di frequenza; nonostante ciò grande fu la dimostrazione dell’amor di patria di Tiberio nel rifiutare una generosa offerta degli Stati Uniti di entrare a far parte di un team di ricercatori impegnati nei progetti di radio-localizzazione prima che iniziasse la seconda guerra mondiale.

Ugo Tiberio ebbe mente illuminata e la precognizione stessa del radar attraverso la realizzazione del radiotelemetro e mentre gli altri governi incentivavano la ricerca investendo rilevanti fondi allo stesso scopo l’Italia ed i papaveri della marina snobbavano la sua invenzione!

Nello stesso 1935 gli scienziati inglesi Robert Alexander Watson-Watt, Arnold Frederic Wilkins ed Harry Egerton Wimperis allestirono, col successivo aiuto di Henry Tyzard, il primo modello di radar stabilendone il nome e l’acronimo (“radio detection and ranging“) così come li conosciamo oggi.

Quanto però all’epoca tentarono di fare gli inglesi, i tedeschi e gli americani lo fece nel 1936 il noto scienziato ungherese Zoltán Bay riuscendo per primo ad escogitare e sfruttare il radar come sistema di difesa anti- aerea; Bay merita menzione anche per avere avviato la ricerca spaziale e l’astronomia radar attraverso l’osservazione delle riflessioni radar sulla superficie lunare.

Nel 1940 Ugo Tiberio cercò di aprire nuovamente gli occhi allo Stato Maggiore riproponendo la necessità di dotare di prototipi che agevolassero l’individuazione del nemico in uno scenario bellico notturno o di scarsa visibilità le navi da guerra italiane, ma ancora una volta non fu compresa la valenza e la necessità strategica di lanciare il progetto e forte dovette essere lo smacco subito dallo scienziato sentendosi rispondere “di notte non si spara” e “se i tedeschi ce l’avessero avuto ce l’avrebbero detto”…..parole che palesavano sia la stoltezza dello stato maggiore che l’inefficacia dei servizi di spionaggio italiano: infatti scarsa era la lungimiranza e la conoscenza del nemico e troppa la fiducia nell’alleato tedesco che appena un anno prima, dopo una sconfitta imposta dagli inglesi, aveva affondato di proposito una sua corazzata, la “Admiral Graf Spee”, nell’estuario del Rio de la Plata per mantenere il segreto militare su delle “strane antenne” che, come si seppe in seguito, erano parte di un sistema radar debitamente installato a bordo; inoltre, durante un incontro tenutosi presso l’Accademia Navale e dopo un’accesa discussione, l’ammiraglio della squadra navale Iachino non con poca alterigia ordinò a Ugo Tiberio di abbandonare le ricerche e di dedicarsi esclusivamente all’insegnamento.

Le conseguenze furono disastrose come dimostrarono gli accadimenti futuri…2300 uomini d’equipaggio morti, i tre incrociatori “Zara”, “Fiume” e “Pola” e i due cacciatorpediniere, “Alfieri” e “Carducci”, distrutti tra il 28 ed il 29 Marzo 1941: questo il bilancio orribile della disfatta di Capo Matapan ( Capo Tenaro) inflitta dall’ammiraglio inglese Cunningham allo stesso Iachino ed il controllo navale del Mediterraneo irrimediabilmente perso!

Ebbene gli inglesi avevano le dotazioni per l’avvistamento notturno e soltanto dopo la tragedia avvenne il riconoscimento dell’inventore italiano e del suo gruppo di collaboratori in seno all’Accademia da parte del Comando Supremo delle Forze armate che subito ingaggiò una corsa all’allestimento e all’installazione dei prototipi che videro la fama dei modelli “EC-3/TER Gufo” per le dotazioni di bordo ed il “Folaga” suo corrispondente per la difesa della fascia costiera…quando nel 1943 ne vennero installati rispettivamente 13 e 14, a dispetto dei 50 e 150 esemplari messi a punto, era ovviamente troppo tardi.

Oggi la Marina Militare e l’Accademia Navale commemorano l’ importante figura e l’opera di Ugo Tiberio attraverso l’istituzione di una fondazione a lui intitolata, la quale annualmente conferisce il “Premio Tiberio” ad un ufficiale di Marina particolarmente meritevole e concede borse di studio agli ufficiali delle armi navali e agli impiegati civili che si siano particolarmente distinti durante il loro servizio,per lo studio e la ricerca rivolti al progresso dell’elettronica.

Il radar rappresenta uno strumento di rivelazione e misurazione della distanza per mezzo delle onde radio così come la traduzione dell’acronimo suggerisce ed è in pratica uno strumento in grado di localizzare ostacoli, determinare il loro azimuth, la distanza e, se provvisti di moto, la velocità rispetto alla posizione dell’osservatore sfruttando la proprietà delle onde elettromagnetiche di essere riflesse e conseguentemente captate sotto forma di radio-eco.

Esistono diverse tipologie di apparecchiature radar che possono essere classificate in base al tipo di funzionamento e all’uso che se ne fa:

il radar a modulazione di frequenza è generalmente usato come altimetro, sfrutta due antenne (una trasmittente e l’altra ricevente) ed ha una potenza di radiofrequenza emessa con continuità la cui limitazione è costituita dall’eventualità che le antenne battano contemporaneamente due oggetti, limitazione che deve essere corretta con determinate funzioni e che generalmente non pregiudica la capacità di questo sistema d’essere uno dei metodi più efficaci di radiolocalizzazione ;

il radar a effetto doppler è usato in svariati campi sia nella vita civile che militare (controllo stradale, controllo del traffico aereo e difesa territoriale) poiché è in grado di misurare la velocità radiale di un oggetto mobile rispetto all’ubicazione dell’antenna;

un’apparecchiatura molto usata in aeronautica è il radar a domanda e a risposta che si compone di un radar principale o interrogante, ubicato ad esempio su una torre di controllo, ed un radar secondario ovvero un “transponder” che viene installato sul “bersaglio” mobile e comincia a funzionare non appena entra nel “range” del primo e ne riceve il segnale fornendo informazioni inerenti al velivolo in questione; codificando i reciproci segnali è possibile adeguare il sistema di identificazione ad un vero e proprio sistema di difesa che permette di distinguere i “targets” alleati da quelli nemici come nel caso del sistema I.F.F./S.I.F. ( “Identification of Friend and Foe/Selective Identification Feature”) ideato durante la seconda guerra mondiale e compatibile ad i moderni sistemi di S.S.R. ( “Secondary Surveillance Radar”), di P.S.R. (“Primary Surveillance Radar”) e di A.T.C.R.B.S. (“Air Traffic Control Radio Beacon System”), tutti comunicanti in maniera criptata e rispondenti positivamente se il codice riportato sui radar secondari è quello richiesto dal sistema identificativo; anche questi radar possono avere dei disturbi come ad esempio il “side lobing” (generazione di lobi secondari di pari intensità del lobo primario irradiato dall’antenna), “fading” (schermaggio dell’antenna), “fruiting” (risposta non sincronizzata provocata da un altro radar interrogante che appare sullo schermo) e “garbline” (risposta codificata in maniera diversa da come è stata trasmessa seppur esatta all’origine) che nei sistemi di ultimissima generazione trovano agevole risoluzione (vedi funzione di “defruiter”) negli apparati radar secondari di “modo selettivo” impiegati nei sistemi di sorveglianza aerea A.C.A.S. ( “Airborne Collision Avoidance System”);

il radar meteorologico segue i movimenti dei palloni meteo ed è impiegato per misurare la velocità del vento in quota, intercettare le perturbazioni atmosferiche e seguirne gli sviluppi a grandi distanze ed effettuare stime quantitative delle precipitazioni su vaste aree mediante l’uso di sistemi di “iso-eco”;

il radar astronomico è lo strumento capace di emettere gli impulsi più potenti, lunghi e separati con basse frequenze (dai 20 ai 400 MHz) e dotato di un ricevitore ad alta sensibilità per captare anche le eco più deboli;

il sistema di rilevamento di oggetti più diffuso è il radar ad impulsi e viene impiegato sia nella navigazione marittima che aerea, contempla la tipologia “CLASSICO” e A.R.P.A. (“Automatic Radar Plotting Aid”) che, come nel caso d’impiego dei sistemi A.C.A.S. per il monitoraggio del traffico aereo, ha la funzione di prevenire le collisioni tra navi elaborando i dati cinematici e la rotta evasiva con l’acquisizione dei “bersagli” da parte dell’operatore.

Generalmente un radar impiegato a bordo di una nave consta dell’unità di alimentazione la quale fornisce l’energia necessaria per il funzionamento di tutto l’apparato, di un’unità di indicazione formata dal tubo a raggi catodici, dal “plan position indicator“, dal generatore della base dei tempi ( “saw-tooth generator) dal “selsyn” ricevente ( il “self-sinchronisme” è oggi sostituito da deflettori elettronici) ed il pilota di cadenza ( “sinchronizer” o “trigger“), talvolta collocato nell’unità di rice-trasmissione che si compone di un modulatore, di un trasmettitore costituito dal “magnetron“, di un commutatore tramissione-ricezione ( “transmit-receive switch” o “duplexer“) e di un ricevitore un tempo costituito dal “klystron” ed oggi da diodi di silicio; l’unità di ricetrasmissione, per mezzo d unai guida d’onda o cavi coassiali, è collegata all’unità di esplorazione di cui sono parte l’antenna (“aerial“), il motore di trascinamento dell’antenna ed il sincrotrasmettitore spesso sostituito da un circuito alimentato dalla stessa frequenza dell’energia elettrica occorrente a far ruotare l’antenna.

In pratica il pilota di cadenza (un oscillatore) genera forti impulsi di tensione di breve durata che vengono diretti simultaneamente su due percorsi; nel percorso deputato alla trasmissione gli impulsi del pilota di cadenza raggiungono il modulatore che li amplifica e li rende rettangolari, successivamente vengono diretti verso il trasmettitore che attraverso il magnetron, formato da anodi e catodi, li trasforma in onde radio frequenziali e li raccoglie in “pacchetti ” o “treni” di onde che l’antenna provvederà ad irradiare; durante l’invio delle onde elettromagnetiche all’antenna ad opera del trasmettitore il commutatore trasmissione-ricezione provvede a creare un cortocircuito al ricevitore per evitarne il danneggiamento a causa della potente energia generata dalle onde e. m. per quanto esso , assorbendone una parte, la espellerà producendo un segnale diretto (“main bang“) contemporaneamente all’emissione dei treni d’onda attraverso l’antenna; ovviamente nel periodo di ricezione viene inibito il cortocircuito di modo che il ricevitore faccia pervenire attraverso il “plan position indicator” le informazioni captate dall’antenna di cui il sincrotrasmettitore (o circuito corrispondente) provvederà a sincronizzare il moto radiale del pennello elettronico posto all’interno del tubo catodico col moto dell’antenna; nel percorso deputato alla ricezione il pilota di cadenza invia i medesimi impulsi al generatore della base dei tempi che provvederà a trasformarli in tensione a “dente di sega” applicata ai deflettori elettronici del tubo a raggi catodici del “plan position indicator” in moto tale da rispettare il periodo di cadenza da cui dipende il movimento del pennello elettronico già sincronizzato alla rotazione dell’antenna.

Il radar, noto anche come “occhio nella nebbia”, sfrutta i principi dell’acustica che vogliono l’emissione delle onde cessi prima che giungano le loro eco e la loro durata dovrà pertanto essere tanto più breve quanto più vicino sarà l’oggetto da battere che, comportandosi come un corpo oscillante, invierà sì onde riflesse più deboli ma alla stessa frequenza di quelle percepite.

Il radar deve essere considerato soltanto un ausilio alla navigazione che non deve pregiudicare la capacità del navigante di ovviare autonomamente ai problemi di cinematica navale e alla condotta della navigazione; che la scala in uso al campo di azione di un radar sia quella appropriata e che lo sia la modalità di esercizio (banda X o banda S) e le diverse rappresentazioni ( “head up“, “course up“, “North up“) in moto reale o relativo l’operatore deve sempre confrontare i rilevamenti e le distanze ottenute al radar coi rispettivi rilevamenti ottici in vicinanza della costa, non mancando di aver presente le limitazioni derivanti dai vari disturbi meteo-marini, dalle false eco, dagli eventuali settori ciechi e alla possibilità che icebergs, imbarcazioni minori costruite in materiale non metallico e sprovviste di riflettore radar possano non essere captate così come anche coste basse, sabbiose ed uniformi possano dare luogo a profili falsati sullo schermo se non addirittura non tracciati.

Il radar non vede quanto avviene nella zona di mare percorsa ma rivela esclusivamente ciò che possiede una superficie riflettente tale da generare un’eco sufficiente ad essere captata nel campo d’azione dell’antenna. Un radar resta pertanto uno strumento utile ma limitato che non deve essere indicativo in termini assoluti e tantomeno deve limitare il valore personale dell’uomo di mare tenuto costantemente a mettere in pratica la conoscenza nautica, l’arte marinaresca e l’esperienza acquisita per condurre la nave e l’equipaggio in tutta sicurezza durante tutte le fasi di una traversata.

Per quanto il radar abbia trovato largo impiego anche nella ricerca ornitologica rivolta agli studi sulla migrazione degli uccelli e alla preservazione di diversi esemplari in pericolo a causa dell’impatto contro le pale delle “wind farm” (mortalità fortemente ridotta grazie a sistemi radar del tipo “Merlin” che segnalano la presenza di stormi in avvicinamento direttamente agli operatori o addirittura in grado di rallentare tempestivamente il moto delle turbine eoliche) bisogna considerare i gravi rischi da elettrosmog a carico dell’ambiente e della salute umana derivanti dal loro impiego.

La relazione tra radiazione elettromagnetica e salute mette in evidenza quanto i radar possano essere nocivi e favoriscano l’insorgere di malattie sia tumorali che di natura non necessariamente oncologica; infatti l’Agenzia Internazionale della Ricerca sul Cancro ha rilevato che campi magnetici superiori alle 0.4 micro-Tesla siano cause di malattia quali la leucemia infantile e che inibiscano la produzione di melatonina, elemento oncostatico indispensabile, riducendo l’attività della ghiandola pineale (epifisi); ulteriori effetti di rallentamento, se non addirittura di arresto, sono a carico dell’attività dell’ipofisi che non riuscendo a secernere sufficiente THS (ormone stimolante tiroideo) costringe ad una conseguente riduzione di attività della tiroide non più indotta a produrre gli ormoni T3 e T4. I radar minano la salute, alla stregua di moltissime altre apparecchiature di uso quotidiano, per trasferimento di potenza (causa di ustioni impercettibili ad organi e tessuti interni) e danni da interferenza non solo ai portatori di “peace-maker” ma anche attraverso segnali disturbatori di tipo elettrochimico a carico delle trasmissioni nervose- neuronali e dei flussi ionici interni ed esterni alle cellule, per shock termici delle proteine accelerando il ciclo ossidativo e contribuendo alla formazione di micro nuclei tra i filamenti di DNA.

Da alcuni anni a questa parte la cooperazione tra il laboratorio radar dell’università di Pisa ed il consorzio nazionale interuniversitario per le telecomunicazioni ha dato esiti positivi in merito alla creazione di un “Passive Radar”, dispositivo che non emettendo onde elettromagnetiche ma riciclando quelle già emesse da altri sistemi elettronici ha trovato subito impiego nel progetto triennale “Habitat” avente l’obiettivo di migliorare il monitoraggio del traffico portuale e costiero essendo, a detta degli esperti, assolutamente compatibile con l’ambiente.

Resta purtroppo il problema di una rete sin troppo fitta di radar non ecologici installati su navi, velivoli, installazioni portuali e torri di controllo aereo in un ambiente oltremodo saturo di elettrosmog.