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Gli strumenti di misura esposti alla mostra


riproduzione sismoscopio Zhang HengSISMOSCOPIO DI ZHANG HENG, CHINA

 

L’esteso territorio della Cina è scosso da frequenti terremoti. Prima dell’invenzione del telegrafo e del telefono, le notizie di un terremoto accaduto in un angolo sperduto dell’antico impero giungevano giorni o addirittura settimane dopo al palazzo dell’imperatore, nella capitale. Il saggio Zhang Heng, nel 132 d.C., inventò uno strumento in grado di indicare, solo pochi secondi o minuti dopo, che un terremoto lontano era accaduto. Uno strumento di questo tipo, che avverte sul verificarsi di un terremoto, prende il nome di sismoscopio. All’interno del vaso, in caso di scossa sismica, un’asta provoca la caduta di una piccola sfera dalla bocca del drago in quella della rana, consentendo di stabilire la direzione di provenienza del terremoto.

 

 

 

 

 


sismografo BrassartSISMOGRAFO BRASSART

 

Si tratta di un avvisatore sismico per le scosse ondulatorie. Lo strumento fornisce la direzione di provenienza delle onde sismiche e l'orario della scossa. Ad una estremità di un'asta orizzontale è presente un "ombrello rovesciato" metallico, con otto scanalature indicanti i punti cardinali, mentre dall'altra estremità è contenuto un contrappeso. All'interno dell'ombrello si trova, in equilibrio precario, uno stelo avente una sferetta alla sua sommità. Nel momento in cui arriva una scossa sismica, la sfera cade nella direzione di provenienza delle onde. Quando lo stelo cade, si aziona un orologio a pendolo e a carica manuale. Anno di realizzazione 1882.

 

 

 


Sismografo elettro-meccanico GalitzinSISMOGRAFO ELETTRO-MECCANICO GALITZIN

 

        Il principe russo Boris B. Galitzin direttore dell’Osservatorio sismico di Pulkovo, (San Pietroburgo), inventò e costruì nel 1906 uno strumento elettromagnetico e registrazione galvanometrica su carta fotografica, a sospensione bifilare con smorzamento magnetico. La stazione di registrazione era costituita da due pendoli identici per i movimenti orizzontali N-S e E-W e da un apparato a "molla" per quelli verticali, associati ai rispettivi galvanometri e ai tamburi per la registrazione fotografica. I sismografi di Galitzin introdussero tre importanti innovazioni, la trasduzione elettromagnetica del movimento sismico, la registrazione galvanometrica su carta fotografica, lo smorzamento elettromagnetico con conseguente aperiodicità del sensore. Il sistema di registrazione fotografica migliorava fortemente la resa dello strumento eliminando ingrandimenti meccanici e attriti vari propri dei registratori meccanici. La registrazione fotografica e l’astatizzazione erano già utilizzate in alcuni strumenti sismici fin dal 1903, per opera del Wiechert. Questi strumenti del Galitzin, non ebbero particolare diffusione, in Italia iniziarono ad essere usati negli anni ’50, per gli elevati costi e le difficoltà di manutenzione. La registrazione su carta fotografica consentiva un elevato ingrandimento del movimento del terreno, ma non permetteva una lettura immediata del sismogramma in quanto la carta fotografica richiedeva di essere sviluppata nella camera oscura.

     

 In Italia, Guido Alfani costruì egli stesso gli strumenti a registrazione galvanometrica, seguendo i principi pubblicati dal Galitzin. La diffusione di questo sismografico è testimoniata, dal fatto che diversi costruttori di strumenti scientifici li misero in produzione. Quella esposta è uno di questi sismografo prodotta dalla Cambridge Instruments di Londra.

 


sismografo tipo IshimotoSISMOGRAFO TIPO ISHIMOTO

 

   In Giappone M. Ishimoto nel1933 progettò un sismografo che aveva proprietà analoghe a quelle del Wiechert. Il vantaggio del nuovo strumento erano le piccole dimensioni e la leggerezza, pesava poche decine di chili, ed era di rapida installazione e d'elevata sensibilità, tale da essere utilizzato per lo studio di zone sismiche di area limitata. La terna completa di questi strumenti, con le consuete attrezzature complementari era costruita nelle officine dall'ING. Questo strumento registrava una delle componenti orizzontali aveva periodo proprio di circa l secondo, con circa 100 ingrandimenti al periodo proprio, lo scorrimento della carta era di 60 mm/minuto.

 

 

 

 


Sismografo a Tamburo di cartaSISMOGRAFO CON REGISTRAZIONE SU TAMBURO DI CARTA

 

I primi strumenti di registrazione delle scosse sismiche dotati di un apparato scrivente su carta risalgono a circa un secolo fa. Negli anni le tecniche si sono evolute, passando da sistemi di registrazione su carta fotografica - nei quali gli spostamenti del terreno venivano tracciati da un sottile fascio di luce che sostituiva il pennino - a sistemi di scrittura ad inchiostro su carta bianca, a sistemi su carta affumicata, nei quali il pennino tracciava gli spostamenti graffiando la carta, a sistemi su carta termosensibile, nei quali la traccia è prodotta da un pennino riscaldato. Il sismografo esposto, che apparteneva alla Rete Sismica Locale dell’Abruzzo centrale, risale agli anni ’80 ed è dotato di un apparato scrivente su carta termosensibile. Il sensore (sismometro) è posto solidale al terreno e l’oscillazione del terreno - e quindi del sensore - produce un segnale elettrico che giunge al registratore (sismografo) via cavo. Il segnale viene amplificato e trasferito ad un’asta dotata di un pennino riscaldato che traccia sulla carta termosensibile gli spostamenti (sismogramma). La carta è avvolta su di un tamburo che ruota a velocità costante, in modo che un foglio sia sufficiente a registrare per 24 ore i movimenti del suolo. Ad intervalli regolari, il pennino marca il tempo in modo che sia possibile stabilire il momento esatto in cui avviene il terremoto.