Enrico Barsanti
Capitolo VIII
La macchina per prevedere i terremoti è in grado di rilevare
ininterrottamente le variazioni locali del campo magnetico terrestre, con
apposite unità di rilevamento. In base al loro numero e alla lettura
dei dati rilevati, discussi nelle grandi linee nei capitoli precedenti, si
delinea un'area tenuta costantemente sotto controllo, che può estendersi
da poche centinaia a molte migliaia di chilometri quadrati, secondo le
esigenze.
Elaborando i dati rilevati, la macchina è in condizioni di fornire
una previsione utile e quasi sicura già al momento della sua
installazione. Dopo qualche anno di funzionamento, avendo ricevuto le
informazioni sismiche da parte dell'Utente, necessarie per l'individuazione
delle zone focali corrispondenti alle configurazioni valide, potrà
fornire anche una previsione sicura e completa dei terremoti, molti dei quali
potranno addirittura essere esterni alla stessa area sotto controllo.
Essa è costituita da tre parti fondamentali:
1 - parte di rilevamento,
2 - parte di comunicazione,
3 - parte di elaborazione.
Le unità di rilevamento di cui la macchina è composta, e che
servono per rilevare le variazioni locali del campo geomagnetico, sono
costituite, ciascuna, da un variometro della declinazione e da un variometro
dell'inclinazione. Questi "sensori" trasformano i dati del campo in segnali
elettrici, facilmente elaborabili. Il numero delle unità dipende
dall'estensione dell'area da esplorare; tuttavia, ai fini di una previsione
sicura e completa, queste devono essere almeno quattro, sia per isolare l'effetto
sismomagnetico e sia per garantire il rilevamento teorico di moltissime
configurazioni diverse, necessarie per l'individuazione della zona focale.
Tali unità devono rimanere collocate stabilmente perché, essendo
le misurazioni estese nel tempo, e dovendo la macchina imparare ad associare
le configurazioni rilevate alle zone focali dell'area sotto controllo, un
cambiamento di luogo di un solo rilevatore comporterebbe l'annullamento delle
misurazioni precedenti.
La disposizione delle unità di rilevamento deve permettere la massima
uniformità di esplorazione, e tra un'unità e l'altra vi deve
essere una distanza di almeno 10-20 km, per meglio individuare eventuali
fonti di disturbo e per assicurare la localizzazione della zona epicentrale:
maggiore è la distanza tra le unità e maggiore è la
diversità delle caratteristiche delle variazioni rilevate da ciascuna
di esse. D'altro canto, una eccessiva distanza, pur risultando favorevole
per sorgenti molto lontane, comporterebbe delle diversificazioni sproporzionate
dei valori, nei casi in cui le sorgenti si trovino nell'area sotto controllo.
Un buon equilibrio, ad esempio, viene raggiunto, per un'area da tenere sotto
controllo con raggio di circa 30 chilometri, con cinque unità di
rilevamento. In questo caso, la figura geometrica da scegliere per la loro
disposizione è un quadrato, più piccolo dell'area da esplorare,
con il lato di circa 25 chilometri. Quattro delle unità vengono disposte
ai suoi vertici e la quinta al suo centro. La disposizione delle unità
di rilevamento come sopra accennato garantisce un'esplorazione sufficientemente
ampia e uniforme del campo geomagnetico, che dovrà essere mantenuta
invariata per neutralizzare, rendendolo costante, il disturbo magnetico e
geologico delle variazioni rilevate da ciascuna unità.
Questa parte, che permette lo scambio dei dati tra tutte le unità esterne e la parte di elaborazione, esplica fondamentalmente tre funzioni:
1 - raccogliere i dati rilevati in continuazione dai variometri magnetici, conservandoli fino al momento di doverli comunicare;
2 - fare giungere i dati raccolti alla parte di elaborazione, anche con intervalli irregolari di tempo, senza togliere niente alla contemporaneità dei rilevamenti e in modo tale da renderli confrontabili tra di loro;
3 - permettere lo scambio dei dati tra la parte di elaborazione e l'Utente, sia inviando al computer di quest'ultimo, attraverso la linea telefonica, le eventuali previsioni formulate dalla macchina, sia raccogliendo gli eventuali dati, inviati sempre attraverso la linea telefonica, riguardanti un terremoto avvenuto.
Per registrare le informazioni rilevate con le unità di rilevamento
e inviarle alla parte di elaborazione, attuando ogni scambio di dati necessari
per questo scopo, la macchina si serve di apposite unità periferiche
di comunicazione (chiamate anche UPC), ognuna collegata con una propria
unità di rilevamento, di uno o più eventuali ponti radio e
di un'unità centrale di comunicazione.
Quest'ultima (chiamata anche UCC) permette inoltre lo scambio dei dati tra
la macchina e l'Utente.
Ciascuna UPC legge in continuazione i segnali elettrici correlati al campo terrestre provenienti dai variometri magnetici dell'unità di rilevamento ad essa collegata. I dati, opportunamente trasformati in segnali digitali, sono memorizzati provvisoriamente in appositi registri, pronti per essere inviati ad intervalli, non necessariamente regolari, all'UCC. Essi riguardano i valori massimi e minimi, registrati tra un intervallo e il successivo, e i tempi in cui tali valori estremi si sono verificati. I registri vengono aggiornati man mano che arrivano dati maggiori e minori di quelli estremi registrati.
La gestione dell'intera parte di comunicazione è compito dell'UCC,
che organizza e controlla ogni scambio di dati. Essa invia , tramite radio,
un comando alla prima UPC, con il quale richiede la trasmissione dei dati;
l'UPC interrogata legge i valori massimi e minimi che nel frattempo sono
pervenuti dai variometri dell'unità di rilevamento ad essa collegata
e li invia, insieme ai tempi relativi, all'UCC, che a sua volta li registra
in apposite celle di memoria.
Dopo aver interrogato tutte le unità periferiche disposte nell'area
sotto controllo, l'UCC si predispone per inviare alla parte di elaborazione
i dati raccolti e per ricevere da questa l'eventuale previsione elaborata.
Avvenuto questo scambio di dati, nel caso che sia stata elaborata la previsione
di un sisma imminente, l'UCC la comunica al computer dell'Utente, per poi
in ogni caso verificare se questi ha richiesto nel frattempo di comunicare
i dati di un terremoto avvenuto. In tal caso si predispone a riceverli e
a memorizzarli, fornendoli alla parte di elaborazione al prossimo scambio
di dati. Dopo aver gestito i rapporti con il computer dell'Utente, essa passa
ad interrogare nuovamente la prima UPC, iniziando così un altro ciclo
di lavoro.
Per elaborare i dati rilevati, ai fini di formulare la previsione, la macchina
si serve di un'unità centrale di elaborazione (chiamata anche UCE),
sostenuta da alcune periferiche e governata da un apposito software.
L'UCE, che in condizioni normali di funzionamento della macchina ha rapporti
di comunicazione soltanto con l'UCC, riceve da questa sia i dati forniti
regolarmente dalle unità periferiche, sia quelli inviati occasionalmente
dall'Utente.
A sua volta fornisce l'eventuale previsione elaborata.
I dati forniti dall'Utente sono semplicemente memorizzati in apposite parti
della memoria, mentre quelli riguardanti il campo geomagnetico vengono subito
elaborati.
L'elaborazione dei dati consiste essenzialmente di tre fasi:
FASE 1. L'UCE valuta i dati rilevati per isolare l'effetto sismomagnetico di primo grado. Ciò avviene se almeno due variometri, appartenenti a unità diverse di rilevamento, hanno registrato contemporaneamente una variazione della declinazione o della inclinazione superiore ai valori medi delle variazioni (valori di soglia) per quei variometri. Fintantoché non viene isolato l'effetto sismomagnetico di primo grado, l'elaborazione rimane in fase 1.
FASE 2. Quando viene isolato il suddetto effetto di primo grado, l'UCE passa ad analizzare i dati, stabilendo, oltre all'ampiezza, anche il verso delle variazioni, per individuare la configurazione rilevata e determinare la sua grandezza.
FASE 3. Dopo che la configurazione è stata individuata e determinata,
l'UCE va alla ricerca in memoria di una configurazione uguale.
Se questa viene trovata, allora l'unità di elaborazione assume la
zona epicentrale del terremoto corrispondente alla configurazione uguale
trovata in memoria come zona epicentrale del terremoto imminente, e determina
la magnitudo del sisma imminente sulla base della relazione tra la grandezza
della configurazione uguale trovata in memoria, che riguarda un terremoto
di magnitudo nota, e la grandezza della configurazione appena rilevata.
A questo punto l'effetto sismomagnetico è isolato al secondo grado
e l'UCE può fornire all'Utente, tramite l'UCC, la previsione della
zona epicentrale e della magnitudo del sisma imminente.
Se però la configurazione appena rilevata non viene riconosciuta uguale
a nessuna di quelle che sono in memoria, allora l'UCE l'associa a un terremoto
imminente di cui sono ignote tutte le caratteristiche, limitandosi a fornire
una previsione incompleta, con un isolamento di primo grado. Quando dall'Utente
le giungeranno i dati di un terremoto effettivamente verificatosi entro il
tempo stabilito (normalmente dieci giorni) dall'individuazione della
configurazione, l'unità centrale di elaborazione provvederà
a sostituire le caratteristiche ignote con quelle note, e avrà imparato
a individuare la zona focale di altri futuri terremoti. Se dall'Utente non
giungeranno i dati entro il tempo stabilito, la configurazione resterà
in memoria come "configurazione di disturbo". Nel giro di pochi anni, l'UCE
sarà in grado di fornire previsioni complete per tutti i terremoti
i cui effetti si fanno in qualche modo sentire nell'area tenuta sotto controllo,
e riuscirà a isolare le variazioni corrispondenti a qualunque disturbo,
anche quelli generalizzati dovuti all'attività solare e ionosferica.
VARIOMETRO MAGNETICO DELLA DECLINAZIONE
Dal mese di febbraio del 1985 sto utilizzando una strumentazione di mia
invenzione, in grado di rilevare incessantemente le variazioni locali del
campo magnetico terrestre e di registrarle qualora risultino superiori a
un certo valore stabilito, dipendente dalla zona di installazione.
Tale strumentazione (vedere Strumento singolo) mi ha dato l'opportunità
di constatare l'esistenza e la necessità del nesso "variazioni
geomagnetiche - sismi imminenti", mettendo anche in evidenza quali siano
i problemi di rilevamento e di interpretazione dei dati relativi alla previsione
dei terremoti.
È sul principio di funzionamento e di applicazione di tale strumentazione
che si basa il presente variometro magnetico della declinazione, avente lo
scopo di rilevare in continuazione ogni variazione e di rappresentarla con
segnali elettrici.
Nonostante che la sua realizzazione sia semplice ed economica, il variometro
risulta molto preciso ed affidabile. Esso è costituito da due parti
separate e distanziate: il trasduttore e la parte di pilotaggio.
1. Trasduttore
Il trasduttore è racchiuso in un contenitore di materiale amagnetico
di forma cilindrica, ed è costituito esclusivamente dai componenti
specifici per il rilevamento delle variazioni di declinazione. Il contenitore
ha una propria base di appoggio che permette di fissarlo stabilmente su qualunque
superficie inclinata, da zero a 90 gradi, consentendo di orientarlo e inclinarlo
nella direzione voluta.
2. Parte di pilotaggio
Questa parte è costituita dai circuiti elettronici atti all'alimentazione
del trasduttore e all'amplificazione del segnale da esso fornito. Consiste
di:
A -- una presa di alimentazione collegata a una linea esterna a 12 volt cc
nominali;
B -- un regolatore di tensione, alimentato con la presa del punto A, con
uscita di 5 volt e tensione di riferimento di 2,5 volt;
C -- due circuiti di alimentazione, uno dei quali a corrente costante;
D -- un circuito di amplificazione con regolazione del guadagno da 0 a circa
100 volte;
E -- un voltmetro, collegato all'uscita del circuito del punto precedente,
utile per la taratura dello strumento;
F -- una presa collegata all'uscita del circuito del punto D per la connessione
del variometro della declinazione magnetica con la propria unità
periferica di comunicazione.
3. Messa a punto del variometro magnetico della declinazione
Il variometro della declinazione si orienta posizionando orizzontalmente
la base del contenitore del trasduttore e in modo tale che la linea congiungente
due suoi appositi indici (quello di Nord e quello di Sud) si trovi in orizzontale
e parallela al piano del meridiano magnetico. A questo punto si gira leggermente
verso Ovest l'indice a Nord finché il voltmetro collegato (vedere
punto E del paragrafo precedente) indichi il valore di 2,5 volt situato a
metà della sua scala. Il variometro è così stabilizzato
in posizione di "riposo". Ogni eventuale variazione di declinazione del campo
geomagnetico comporta a sua volta una variazione del trasduttore, che il
circuito elettronico (vedere punto D del paragrafo precedente) è in
grado di registrare con altissima precisione e che può essere letta
sulla scala del voltmetro. A seconda poi che il valore misurato con il voltmetro
sia in aumento o in diminuzione rispetto alla condizione di riposo, si ha
la possibilità di conoscere, oltre all'entità della variazione,
anche il verso di spostamento della direzione, a Est o a Ovest. Secondo la
convenzione adottata nella costruzione e nella messa a punto, il voltmetro
indicherà un valore maggiore rispetto a quello della posizione di
riposo per ogni variazione della declinazione verso oriente, e indicherà
un valore minore per ogni sua variazione verso occidente.
4. Taratura del voltmetro del variometro della declinazione
Per conoscere con esattezza il valore, in gradi sessagesimali e frazioni,
della variazione di declinazione, che lo strumento indica con valori elettrici,
è necessario procedere ad una appropriata verifica della corrispondenza
tra gradi e valori dello strumento indicatore. Per questo scopo ci si può
servire di un teodolite di materiale amagnetico, sul cui cannocchiale, tenuto
orizzontale e parallelo al meridiano magnetico, va applicato momentaneamente
il trasduttore, in modo tale che la linea congiungente i due appositi indici
del contenitore (tenuto in orizzontale) sia parallela al cannocchiale. A
questo punto, se entrambi, cannocchiale del teodolite e contenitore del
trasduttore, possono ruotare solidalmente, basta girare in senso orizzontale
il cannocchiale, usando l'apposita vite, e annotare gli spostamenti in gradi
letti sul cerchio azimutale (azzerato in corrispondenza dei 2,5 volt della
scala del voltmetro) relativi alle varie indicazioni dello strumento, elaborando
così una nuova scala di riferimento da memorizzare nel programma per
l'analisi dei dati dell'unità centrale di elaborazione della macchina.
VARIOMETRO MAGNETICO DELL'INCLINAZIONE
Questo strumento ha lo scopo di rilevare in continuazione le variazioni
dell'inclinazione locale del campo magnetico terrestre e di rappresentarle
con segnali elettrici.
La sua costituzione e le sue qualità sono simili a quelle del variometro
della declinazione (v.), ed esternamente non si notano differenze, a parte
il trasduttore disposto su un altro piano di misurazione. Anche il variometro
dell'inclinazione è costituito da due parti separate e distanziate:
il trasduttore e la parte di pilotaggio.
1. Trasduttore
Come nel variometro della declinazione, il trasduttore è racchiuso
in un contenitore di materiale amagnetico con forma cilindrica, orientabile
e inclinabile per mezzo di un'idonea base di appoggio, ed è costituito
esclusivamente dai componenti specifici per il rilevamento dell'inclinazione
magnetica.
2. Parte di pilotaggio
Questa parte consiste nei circuiti elettronici, atti all'alimentazione del
trasduttore e all'amplificazione del segnale da esso fornito, ed è
identica a quella del variometro della declinazione (v.).
3. Messa a punto del variometro magnetico della inclinazione
Il variometro dell'inclinazione si dispone posizionando verticalmente la
base del contenitore del trasduttore e in modo tale che la linea congiungente
due suoi appositi indici (quello di Nord e quello di Sud) si trovi parallela
al piano del meridiano magnetico e inclinata rispetto al piano orizzontale
di un valore pari a quello dell'inclinazione magnetica. A questo punto si
gira leggermente verso l'alto l'indice a Nord, finché il voltmetro
collegato indichi il valore di 2,5 volt situato a metà della sua scala.
Il variometro è così stabilizzato in posizione di "riposo".
Ogni eventuale variazione di inclinazione del campo geomagnetico comporta
a sua volta una variazione del trasduttore, che il circuito elettronico è
in grado di registrare con altissima precisione e che può essere letta
sul voltmetro. A seconda poi che il valore misurato con il voltmetro sia
in aumento o in diminuzione rispetto alla condizione di riposo, si ha la
possibilità di conoscere, oltre all'entità della variazione,
anche il verso di spostamento della direzione, in basso o in alto.
Secondo la convenzione adottata nella costruzione e nella messa a punto,
il voltmetro indicherà un valore maggiore rispetto a quello della
posizione di riposo per ogni variazione dell'inclinazione verso il basso,
e indicherà un valore minore per ogni variazione verso l'alto.
4. Taratura del voltmetro del variometro della inclinazione
Per conoscere con esattezza il valore, in gradi sessagesimali e frazioni,
della variazione di inclinazione, che il voltmetro indica con valori elettrici,
è necessario anche per questo variometro procedere ad un'appropriata
verifica della corrispondenza tra gradi e valori dello strumento indicatore
(cfr. Variometro della declinazione). Per questo scopo ci si può ancora
servire del già menzionato teodolite, sul cui cannocchiale, tenuto
parallelo al piano del meridiano e inclinato di un valore pari a quello
dell'inclinazione magnetica, va applicato momentaneamente il trasduttore,
in modo tale che la linea congiungente i due appositi indici del contenitore
(tenuto in verticale) sia parallela al cannocchiale.
A questo punto, se entrambi, cannocchiale del teodolite e contenitore del
trasduttore, possono ruotare solidalmente, basta girare in senso verticale
il cannocchiale, usando l'apposita vite, e annotare gli spostamenti in gradi
letti sul cerchio verticale (azzerato in corrispondenza dei 2,5 volt della
scala del voltmetro) relativi alle varie indicazioni dello strumento, elaborando
così una nuova scala di riferimento da memorizzare nel programma per
l'analisi dei dati dell'unità centrale di elaborazione della macchina.
NOTE AGGIUNTIVE PER ENTRAMBI I TIPI DI VARIOMETRO
1) I valori indicati dai voltmetri di entrambi i variometri possono variare
da un minimo di circa 0 volt a un massimo di 5 volt. Al momento
dell'installazione e della taratura, il valore corrispondente a zero gradi
è pari a 2,5 volt. I valori in gradi positivi e negativi, quindi,
sono di fatto, rispettivamente, maggiori e minori di 2,5 volt. Con il passare
del tempo, dopo la taratura, sia la declinazione che l'inclinazione magnetiche
possono subire delle variazioni generali indipendenti dall'effetto
sismomagnetico; in tal caso, il "vecchio" valore zero dei voltmetri non
sarà più indicativo di un valore medio della declinazione e/o
della inclinazione.
Sarà compito dell'unità centrale di elaborazione (v.) calcolare
il nuovo valore di media sulla base delle medie dei valori rilevati in un
certo lasso di tempo.
2) La corrispondenza tra valore delle variazioni in gradi sessagesimali e in segnali elettrici ha solo lo scopo di permettere all'Utente di conoscere l'ampiezza delle variazioni, qualora ne avesse bisogno per ragioni non dipendenti dal funzionamento della macchina, ma non permette di conoscere il valore esatto della declinazione o dell'inclinazione.
3) È da notare che la realizzazione pratica e concreta dei variometri magnetici in questione è alquanto semplice, pur essendo essi molto sensibili e precisi. Alla massima amplificazione è possibile registrare variazioni della declinazione e dell'inclinazione magnetiche dell'ordine del secondo di grado. Questi variometri, ad esempio, possono misurare il passaggio di un'automobile a qualche centinaia di metri di distanza e rilevare, quindi, qualsiasi minima variazione del campo magnetico terrestre. Ciò, ovviamente, non è di norma utile per la previsione dei terremoti, a causa dell'amplificazione anche di tutti i fenomeni di disturbo e dato che, fortunatamente, i terremoti si fanno annunciare da variazioni locali della direzione del campo geomagnetico di gran lunga più consistenti e dell'ordine, a volte, di circa un grado, a seconda della zona di ubicazione dei variometri e della distanza e forza del sisma imminente. Del resto, i rilevatori magnetici possono essere collocati ovunque e quindi anche molto lontano da fonti di disturbo.
4) I contenitori dei trasduttori possono essere fissati ovunque, purché in modo stabile e lontano da forti fonti magnetiche di disturbo, come il traffico cittadino, un generatore di corrente continua, una ferrovia, ecc.. Le parti di pilotaggio devono essere distanti uno o due metri dai propri trasduttori e collegate ad essi con cavo elettrico doppio e schermato, dal momento che la separazione tra le due parti si rende opportuna per evitare disturbi dovuti ai componenti che sono presenti nei circuiti elettronici, che in ogni caso dovranno essere schermati elettricamente.
5) Anche i due trasduttori, quello per la declinazione e quello per l'inclinazione, che compongono l'unità di rilevamento, devono essere distanti tra loro uno o due metri, sempre per evitare possibili interferenze.
6) Nel caso sia necessario registrare piccolissime variazioni del campo magnetico terrestre, può essere aumentato il guadagno del circuito elettronico di amplificazione delle parti di pilotaggio. Il circuito amplifica, secondo la regolazione dell'apposito potenziometro, fino a cento volte.
UNITÀ PERIFERICA DI COMUNICAZIONE
Questa unità ha il compito di alimentare i variometri magnetici
dell'unità di rilevamento ad essa collegata, di leggerne i segnali
elettrici, di trasformarli in segnali digitali e di raccoglierli in appositi
registri, per modularli e inviarli all'UCC dietro richiesta di
quest'ultima.
L'unità è costituita dai seguenti componenti:
1 - un alimentatore;
2 - un elaboratore dei segnali;
3 - un apparecchio radio trasmittentericevente.
1. Alimentatore
L'alimentatore consiste in una batteria ermetica di accumulatori a 12 volt
(con una capacità di almeno 20 amperora) collegata in circuito tampone
ad un alimentatore stabilizzato con ingresso da rete di 220 volt e in grado
di erogare con continuità una corrente massima di almeno 5 ampere
alla tensione di 13,6 volt. Tale sistema di alimentazione garantisce una
continuità di funzionamento per diverse ore in caso di mancanza di
energia dalla rete elettrica, ed una ragionevole rapidità di ricarica
della batteria. Nell'alimentatore ci sono due circuiti di allarme che segnalano
la mancanza di rete e anormalità della tensione della batteria. Dato
il non elevato consumo di corrente delle apparecchiature, in caso di collocazione
delle UPC in zone lontane dalla rete elettrica, possono essere usati per
la ricarica della batteria dei pannelli fotovoltaici.
2. Elaboratore dei segnali
Questo componente è costituito da:
1 - Un regolatore di tensione, per l'alimentazione dei circuiti, con tensione
stabilizzata di 5 volt.
2 - Un convertitore analogicodigitale con multiplexer, che opera la conversione
in segnali digitali dei valori della tensione presente all'uscita dei variometri
magnetici.
3 - Una CPU con circuiti esterni di memoria e di indirizzo, che, oltre ad
altre funzioni, svolge principalmente quella di leggere periodicamente, e
a turno, i valori forniti dai due variometri magnetici, già trasformati
in codici binari dal convertitore analogicodigitale, e di confrontarli con
quelli presenti nei registri dei massimi e dei minimi, con eventuale
aggiornamento di tali registri che, in ogni caso, sono azzerati dopo ogni
scambio di dati con l'unità centrale. La CPU, quando opera gli
aggiornamenti di tali registri, legge il tempo indicato dal timer del seguente
punto 5, memorizzando così anche il momento in cui tali massimi e
minimi si sono verificati. Indipendentemente, dunque, dal tempo necessario
a fare pervenire i valori rilevati dai variometri all'unità centrale
di elaborazione, tali valori sono memorizzati e continuamente aggiornati
insieme ai tempi relativi, permettendo così di stabilire la
contemporaneità dei dati riguardanti diverse unità
periferiche.
4 - Una interfaccia seriale con modem che: a) modula i dati ricevuti dalla
CPU, rendendoli trasmissibili dall'apparecchio radio trasmittente, e b)
decodifica in livelli logici le frequenze fornite dal ricevitore, destinate,
con un proprio codice, come comandi alla CPU, perché trasmetta i valori
presenti nei registri di memoria.
5 - Un timer con una propria base dei tempi quarzata, di cui si serve la
CPU per registrare il momento in cui si verificano i valori massimi e minimi.
3. Apparecchio radio trasmittente-ricevente
Il trasmettitore, attivato e disattivato dalla CPU (v.), opera sulla frequenza
di ingresso del ponte radio e permette di inviare a quest'ultimo i codici
già modulati destinati all'UCC. Il ricevitore è sintonizzato
sulla frequenza di uscita del ponte radio. Entrambi gli apparecchi sono
alimentati direttamente dall'alimentatore (v.).
Il ponte radio ha lo scopo di favorire in entrambi i sensi la trasmissione dei dati tra gli apparecchi radio trasmittenti-riceventi delle UPC e l'apparecchio radio trasmittente-ricevente dell'UCC, secondo la natura orografica della zona sotto controllo e la sua estensione. Nel caso che un unico ponte non permetta il collegamento di tutte le unità della zona, possono essere aggiunti ulteriori ponti collegati al precedente. I ponti radio sono generalmente concessi dai ministeri delle telecomunicazioni dei vari paesi, con caratteristiche che dipendono dalle specifiche richieste di copertura radio degli utenti.
UNITÀ CENTRALE DI COMUNICAZIONE
Questa unità, situata in prossimità dell'unità centrale di elaborazione ed alimentata con lo stesso sistema di alimentazione, ha il compito: 1) di interrogare le UPC e ricevere i dati da loro raccolti, 2) di riconoscere come valide le risposte di queste, 3) di memorizzare i dati forniti con le risposte, 4) di associare ad ogni dato il tempo (anno, mese, giorno, ora, minuti e secondi), 5) di predisporsi per inviare all'UCE il gruppo dei dati raccolti in memoria e 6) di consentire lo scambio dei dati tra la macchina e l'Utente. Essa è costituita da un microcomputer con alcune interfacce e da un apparecchio radio trasmittente-ricevente.
1. Microcomputer
Questo componente ha una piccola memoria sufficiente a contenere, su ROM,
il sistema operativo interno e, su RAM, il linguaggio di programmazione,
il DOS e gli spazi liberi per il programma di utilizzazione e la raccolta
dei dati. Esso è fornito di un'unità a floppy disk, per il
caricamento in memoria del DOS, del linguaggio di programmazione e del programma
di utilizzazione; di una interfaccia parallela per il collegamento con
l'unità centrale di elaborazione e di una interfaccia seriale con
modem per il collegamento con l'apparecchio radio trasmittente-ricevente.
Dispone inoltre di un orologio interno e di un'interfaccia telefonica che,
oltre alla possibilità di scambiare dati via telefono e in modo
bidirezionale con un altro computer, ha anche la possibilità di comporre
un numero telefonico prestabilito e di ricevere una chiamata dall'esterno.
2. Apparecchio radio trasmittente-ricevente
Le caratteristiche sono simili a quelle degli apparecchi radio che fanno
parte delle unità periferiche di comunicazione.
FUNZIONAMENTO DELLE UNITÀ DI
COMUNICAZIONE
Nel complesso la comunicazione tra le varie unità avviene nel seguente
modo:
- l'unità centrale, tramite la propria radio trasmittente, invia un
comando modulato con il codice della prima unità periferica, richiedendo
la trasmissione dei dati da essa raccolti;
- tutte le UPC demodulano il comando e lo decodificano, ma solo la prima
riconosce il proprio codice e si predispone per la risposta, leggendo i contenuti
dei suoi registri di memoria, cioè i valori massimi e minimi che nel
frattempo sono pervenuti dai variometri dell'unità di rilevamento
ad essa collegata. Questi valori, insieme ai loro tempi relativi, vengono
modulati e trasmessi via radio all'UCC, che li capta con la radio ricevente
e, dopo averli demodulati, li registra a sua volta in apposite parti della
memoria. Il messaggio di interrogazione inviato dall'UCC è costituito
da due segnali; il primo contiene il codice di identificazione della periferica
chiamata e il codice dell'UCC, mentre il secondo segnale indica che l'UCC
richiede che le vengano forniti i dati. Se la periferica non risponde, o
se la risposta contiene errori, l'UCC chiama nuovamente; se l'anormalità
continuasse dopo un prestabilito numero di tentativi, viene attivata una
procedura per segnalare il guasto all'Utente.
Se la risposta della periferica risulta corretta, l'UCC invia un messaggio
di conferma a cui l'UPC risponde con una serie di segnali, dei quali il primo
contiene il codice di identificazione dell'UCC e quello della periferica
che risponde; gli altri segnali sono:
1 - il valore massimo raggiunto dal variometro della declinazione tra
l'interrogazione precedente e l'attuale;
2 - il tempo, espresso in secondi, intercorso tra l'interrogazione precedente
e il raggiungimento del valore massimo di cui al punto 1;
3 - il valore minimo raggiunto dal variometro della declinazione tra
l'interrogazione precedente e l'attuale;
4 - il tempo, espresso in secondi, intercorso tra l'interrogazione precedente
e il raggiungimento del valore minimo di cui al punto 3;
5-6-7-8 - gli stessi valori, e nello stesso ordine, dei punti precedenti,
ma riguardanti il variometro della inclinazione;
9 - il tempo totale, espresso in secondi, intercorso tra l'interrogazione
precedente e quella attuale;
10 - un segnale che indica l'eventuale anomalia di funzionamento della
periferica;
11 - un segnale di parità.
L'UCC, una volta riconosciuta come valida la risposta dell'UPC, invia il
segnale di conferma che, se correttamente ricevuto, azzera i registri dove
sono contenuti i valori massimi e minimi sia del variometro della declinazione
che di quello dell'inclinazione, azzerando anche il contasecondi (timer).
Il segnale di cui al punto 9, inviato dall'unità periferica, è
necessario per indicare all'unità centrale che effettivamente,
all'interrogazione precedente, c'è stato l'azzeramento del contasecondi
(e quindi anche dei registri dei massimi e dei minimi).
In questo modo l'UCC, confrontando il momento di azzeramento del timer dell'UPC
con il suo orologio interno e sottraendo la durata totale dell'intervallo
di interrogazione con i tempi relativi ai valori massimi e minimi registrati,
può calcolare la data e l'ora esatte in cui tali valori si sono
verificati.
- dopo aver interrogato tutte le unità periferiche collocate nell'area
sotto controllo, l'UCC si predispone per essere interrogata dall'unità
centrale di elaborazione, a cui darà tutti i dati raccolti e da cui
riceverà l'eventuale previsione.
Generalmente i cicli di consultazione dell'UCC sono più lunghi dei
cicli di calcolo dell'UCE, cosicché lo scambio dei dati tra le due
unità centrali avviene immediatamente.
- Avvenuto tale scambio di dati, l'UCC interroga l'interfaccia telefonica
per predisporsi, eventualmente, a ricevere e memorizzare, in una parte riservata
della sua RAM, i dati inviati dall'Utente, salvo chiedere ulteriore invio
se risultassero non corretti sintatticamente. Tali dati saranno forniti
all'unità di elaborazione con il prossimo scambio, prima ancora di
comunicare quelli delle altre unità periferiche.
Nel caso che l'UCE abbia fornito i dati sulla previsione di un sisma imminente,
l'UCC è in grado di formare il numero telefonico relativo al computer
dell'Utente, di controllare l'avvenuto collegamento e di inviare i dati,
riprendendo poi, nuovamente dalla prima periferica, il suo ciclo di chiamate.
In caso negativo e se non c'è chiamata da parte dell'Utente, essa
inizia comunque il suo ciclo di lavoro.
COMPONENTI DELLA PARTE DI ELABORAZIONE
La parte di elaborazione è composta, fondamentalmente, da:
1 - una unità centrale di elaborazione, costituita da un software
e da un hardware strettamente necessari al suo funzionamento;
2 - due memorie di massa, consistenti in una unità ad hard disk, veloce
e capace, con il compito di magazzino per la scorta di tutti i dati, in caso
di guasti all'elaboratore o al sistema di alimentazione, e in una unità
a floppy disk con il compito di avviare il sistema e di permettere la
memorizzazione del software per il funzionamento dell'UCE nel suo insieme
e la raccolta dei dati memorizzati, secondo le esigenze dell'Utente.
3 - Un monitor e una tastiera, per facilitare l'Utente nell'uso dell'elaboratore,
sia per l'inizializzazione del sistema, sia per prelevarne, periodicamente,
tutte le informazioni necessarie.
4 - Una stampante grafica, per riportare su carta le informazioni richieste
dall'Utente e mostrare eventualmente i grafici elaborati.
5 - Alcune interfacce, sia parallele che seriali, per la comunicazione
dell'unità di elaborazione con le proprie periferiche dirette e con
la vicina unità centrale di comunicazione.
Tutti i componenti di questa parte, e quelli che compongono l'unità centrale di comunicazione, sono alimentati da un medesimo gruppo statico di continuità, costituito da un inverter a batterie che, in caso di mancanza di energia dalla rete elettrica, provvede all'alimentazione per un tempo sufficiente da permettere l'avviamento di un gruppo elettrogeno.
FUNZIONAMENTO DELL'UNITÀ CENTRALE DI
ELABORAZIONE
Questo componente riceve tutti i dati, in forma digitale, dall'unità centrale di comunicazione, li elabora e li rimanda all'UCC, sempre sotto forma digitale. La serie di dati fondamentali per l'elaborazione si chiama "protocollo di previsione" ed è formata da dieci valori, alcuni numerici e alcuni alfanumerici, disposti secondo un ordine fisso e con significati particolari, a cui è riservata una parte cospicua della memoria dell'elaboratore.
1. Lettura dei dati esterni
L'UCE interroga regolarmente l'unità centrale di comunicazione (mediamente
una volta ogni minuto, in dipendenza dal numero delle unità periferiche).
Generalmente l'UCC sarà occupata nella lettura dei dati delle periferiche,
e l'UCE dovrà quindi attendere che essa abbia concluso il suo giro
di interrogazioni. L'UCE riceve dall'UCC due gruppi di dati: quelli forniti
dall'Utente e quelli forniti dalle UPC riguardanti le misurazioni fatte con
i variometri magnetici.
1.1. Dati forniti dall'Utente
Il primo gruppo riguarda i dati, forniti dall'Utente, di un eventuale terremoto
avvenuto entro un raggio di circa 500 chilometri dalla zona sotto il controllo
della macchina, ed è formato da quattro valori:
1 - il primo contiene le coordinate approssimative dell'epicentro del terremoto,
indicante la zona epicentrale, nella forma GGDDNoS.GGDDEoO;
2 - il secondo riporta la sua magnitudo, nella forma G.DD;
3 - il terzo riguarda la data e l'ora in cui il terremoto è avvenuto,
nella forma AAMMGG.HHMMSS;
4 - il quarto riguarda la sua durata, nella forma SSS.
Se questi dati, già controllati sintatticamente dall'UCC, vengono
forniti, l'unità centrale di elaborazione provvede a memorizzarli,
nell'ordine visto, a partire dal sesto fino al nono posto di un protocollo
di previsione.
Se non vengono forniti, non è preso in considerazione l'intero primo
gruppo.
Le coordinate dell'epicentro, fornite dall'Utente, devono essere calcolate
sui dati rilevati dai sismografi e non sull'intensità delle scosse;
secondo la precisione dei calcoli, esse valgono per un raggio di circa 25
chilometri. La magnitudo dovrà riferirsi sempre allo stesso tipo,
scelto al momento dell'installazione della macchina, o essere ad esso ricondotta.
In particolare, tra i vari tipi, compreso il momento sismico, può
essere utile una magnitudo (mb) misurata sulle onde di volume.
1.2. Dati forniti dalle unità periferiche
Il secondo gruppo riguarda i dati misurati con le unità di rilevamento.
Questi dati, per ogni variometro, sono organizzati tutti nello stesso modo
e contengono i valori massimi e minimi registrati dalle unità periferiche
nel periodo intercorrente tra una interrogazione e la successiva, insieme
al tempo in cui tali massimi e minimi si sono verificati. Per ogni variometro,
dunque, sono forniti 4 dati col seguente ordine:
1 - il valore massimo rilevato, nella forma V.DDDD;
2 - la data e il tempo relativi al rilevamento del valore massimo, nella
forma AAMMGG.HHMMSS;
3 - il valore minimo rilevato, nella forma V.DDDD;
4 - la data e il tempo relativi al rilevamento del valore minimo, nella forma
AAMMGG.HHMMSS.
Assegnando un numero intero a ciascun variometro, a partire da 0 fino a quello
che rappresenta la loro cardinalità, la lettura avviene a cominciare
dal numero 0, in ordine crescente, fino all'ultimo. Lo zero e i numeri pari
appartengono ai variometri della declinazione e quelli dispari ai variometri
dell'inclinazione di ciascuna unità di rilevamento (U.R.).
Se si hanno 5 di queste unità disposte, ad esempio, una al centro
dell'area tenuta sotto controllo e le altre verso Nord, Est, Sud e Ovest,
la lettura dei dati, può avvenire col seguente ordine:
| Variometro | Descrizione |
n.0 n.1 n.2 n.3 n.4 n.5 n.6 n.7 n.8 n.9 |
Var. declinazione dell'U.R. di Centro
Var. inclinazione dell'U.R. di Centro Var. declinazione dell'U.R. di Nord Var. inclinazione dell'U.R. di Nord Var. declinazione dell'U.R. di Est Var. inclinazione dell'U.R. di Est Var. declinazione dell'U.R. di Sud Var. inclinazione dell'U.R. di Sud Var. declinazione dell'U.R. di Ovest Var. inclinazione dell'U.R. di Ovest |
Dopo aver letto i dati provenienti dai rilevatori, l'elaboratore invia all'UCC
l'eventuale protocollo di previsione in precedenza elaborato e passa a
trasformare in gradi sessagesimali e loro frazioni decimali, cioè
nella forma GG.DDDD, i valori riguardanti i massimi e i minimi pervenuti
dalle unità periferiche. Per questo scopo si serve delle tabelle di
corrispondenza, relative a ciascun variometro, che erano state preparate
dopo la taratura degli strumenti e collocate in una parte apposita della
memoria.
Secondo tali corrispondenze, a un valore di 2,5 volt è assegnato 0
, per valori minori di 2,5 volt i gradi sono negativi e per valori maggiori
i gradi sono positivi. La trasformazione in GG.DDDD non è necessaria
al funzionamento della macchina, ma comoda per l'Utente.
2. Medie e valori di soglia
I valori, così trasformati e riguardanti ciascun variometro, sono
memorizzati in tre aree distinte di memoria. La prima si chiama "memoria
di raccolta" ed è l'area dove vengono conservati i dati forniti dai
rilevatori, nell'ordine visto; la seconda, chiamata "memoria delle medie",
riguarda i valori medi registrati da ogni variometro; la terza, infine, che
si chiama "memoria di soglia" è l'area riservata ai valori di
soglia.
A questo proposito, per ciascuna area, i dati dei variometri vengono registrati
in proprie celle di memoria che vengono continuamente aggiornate, man mano
che ne arrivano di nuovi.
I valori medi dei variometri della declinazione e dell'inclinazione, che
servono all'elaboratore da punto di riferimento per valutare l'entità
delle variazioni, vengono calcolati sulla media dei valori dell'ultima settimana,
con esclusione di eventuali picchi improvvisi, che, se non registrati da
almeno un'altra unità di rilevamento (e in questo caso sarebbero presi
in tutt'altra considerazione) sono sicuramente dovuti a una fonte di
disturbo.
Per ciascun variometro, i valori di soglia, una superiore (positiva) e una
inferiore (negativa), si ricavano dalla registrazione e dall'aggiornamento
di tutti i valori positivi e negativi, anche in questo caso con esclusione
dei picchi improvvisi.
La macchina individua, già dopo pochi giorni di funzionamento, quali
sono i valori generali delle variazioni non legate ad attività sismica
nell'area sotto controllo.
3. Calcolo delle variazioni
Conoscendo il valore medio rilevato da ciascun variometro per un certo periodo,
la macchina è in condizione di calcolare le variazioni registrate.
A questo riguardo calcola la differenza tra il valore medio e quello massimo
e la differenza tra il valore medio e quello minimo, considerando solo i
valori assoluti. I due risultati ottenuti vengono confrontati, scegliendo
quello maggiore. Ad esempio, supposto che il valore medio di un variometro
in un certo periodo di tempo sia di 0,0200 e supposto che il valore massimo
pervenuto sia di 0,7500 e il valore minimo sia di 0,7400, la variazione massima
rilevata sarà di 0,7300; se il valore massimo fosse stato di 0,0210
e il valore minimo di -0,0170, la massima variazione sarebbe stata di 0,0370.
Insomma, tra le differenze ¦val.medio - val.mass.¦ e ¦val.medio
- val.minimo¦, la macchina considera quella che è maggiore o
uguale all'altra in valore assoluto.
Una volta che la variazione è stata calcolata, per ciascun variometro
esisterà un solo dato che riguarderà la variazione e il tempo
in cui essa si è verificata. Il tempo, naturalmente, sarà quello
del precedente valore massimo o minimo a seconda con quale dei due la variazione
è stata calcolata. Tale unico valore ha la forma AAMMGG.HHMMSS.V.DDDD
e viene collocato in una nuova area di memoria, la "memoria delle variazioni",
che ha tante celle quanti sono i variometri.
4. Configurazioni e protocolli
Perché, ai fini della previsione, l'UCE prenda in considerazione le
variazioni misurate (individuazione dell'effetto sismomagnetico di primo
grado), è necessario:
1 - che in più di un'unità di rilevamento si abbia una variazione
in valore assoluto superiore ai valori di soglia riguardanti i variometri
che l'hanno rilevata;
2 - che lo scarto dei tempi relativi ad almeno due variazioni superiori alla
soglia, e registrate in due unità diverse, non raggiunga i dieci secondi
(i dieci secondi sono più che accettabili per la contemporaneità
delle variazioni, ma potrebbero comunque essere ridotti quasi a zero, dal
momento che il tempo è calcolato dall'unità centrale di
comunicazione sulla base del timer di ciascuna UPC, quindi indipendentemente
dal tempo intercorrente tra uno scambio di dati e il successivo).
Quando si verificano le condizioni dei due punti precedenti, l'unità
centrale di elaborazione provvede a creare un nuovo protocollo di previsione,
con i seguenti valori:
1 - Al primo posto del nuovo protocollo, l'elaboratore pone il suo numero
d'ordine.
2 - Al secondo posto, colloca la configurazione rilevata, consistente in
una sequenza di cifre, una per ogni variometro, seguita da uno 0 o 1, a
cominciare dal variometro che ha registrato in assoluto, indipendentemente
dal verso, la variazione più grande, e via via, in ordine decrescente,
fino al variometro che ha registrato, sempre in assoluto, la variazione minore.
"1" e "0" indicano se la variazione è positiva o negativa, cioè
indicano il verso dello spostamento rilevato da ciascun variometro, senza
l'indicazione dell'ampiezza, e si riferiscono ciascuno alla sigla del variometro
che seguono. "1" corrisponde a una variazione positiva, cioè a uno
spostamento verso oriente o verso il basso del vettore campo; "0" corrisponde
a una variazione negativa, cioè a uno spostamento verso occidente
o verso l'alto del vettore campo. Quindi le cifre ai posti dispari indicano
le sigle dei variometri, secondo l'ordine dell'ampiezza assoluta della
variazione, mentre quelle ai posti pari indicano il verso della variazione
di direzione. Se qualche variometro non ha fatto registrare alcuna variazione
significativa, esso, pur mantenendo il suo numero, non figurerà tra
le cifre; se invece due o più variometri hanno fatto registrare
un'identica variazione, questi sono collocati nel protocollo secondo il loro
valore decrescente e secondo il loro ordine relativo di lettura. Questa sequenza
di cifre, che si chiama "numero di fuoco", con base uguale al numero totale
dei variometri utilizzati dalla macchina, corrisponde alla "configurazione"
e individua la zona epicentrale del sisma imminente.
Ad esempio, prendendo in considerazione, per semplicità, soltanto
4 variometri di due unità di rilevamento, il numero 10210031 significa
che il variometro dell'inclinazione n.1 ha registrato la massima variazione,
seguito in ordine decrescente dal n.2 (declinazione), dal n.0 (declinazione)
e infine dal n.3 (inclinazione); inoltre tale numero informa che la variazione
del n.1 è stata verso l'alto, del n.2 è stata verso Est, del
n.0 verso Ovest e del n.3 verso il basso.
Ciascuna configurazione generata dalla medesima zona focale ha lo stesso
numero di fuoco e individua la stessa zona epicentrale (v. Tecnica della
previsione).
3 - Al terzo posto, l'elaboratore colloca la media di tutte le variazioni
(che sono le più ampie) rilevate dai singoli variometri e rappresentante
l'ampiezza media delle massime variazioni che hanno dato luogo alla
configurazione, numero che si chiama "numero di grandezza" e che serve per
il calcolo della magnitudo del sisma imminente. In riferimento all'esempio
del numero di fuoco 10210031, se le variazioni rilevate si riassumono con
la seguente tabella:
| Variometro | Variazione rilevata |
| n.1
n.2 n.0 n.3 |
0,9°
0,73° 0,51° 0,46° |
allora il numero di grandezza è pari a (0,9 + 0,73 + 0,51 + 0,46 )
/ 4 = 0,65 .
4 - Al quarto posto, pone la data e l'ora in cui è stata rilevata
la configurazione, nella forma AAMMGG.HHMMSS.
5 - Al quinto posto, colloca la durata della configurazione, che si misura
a partire dal suo inizio fino al momento in cui al massimo un solo variometro
rileva una variazione superiore al valore di soglia.
Quando una configurazione non è terminata le variazioni calcolate
sui valori massimi e minimi, provenienti dall'unità centrale di
comunicazione con ogni regolare scambio di dati, vengono comunque prese in
considerazione. Se la media dei valori assoluti di tutte le massime variazioni,
nuovamente calcolata, è superiore alla precedente, il nuovo numero
di grandezza andrà a sostituire quello che occupa il terzo posto del
protocollo di previsione. In tal modo la grandezza della configurazione che
si viene a delineare col passare del tempo è quella con i valori più
alti.
5. Elaborazione della previsione
Appena la configurazione ha termine, o dopo che è trascorso dal suo
inizio un tempo stabilito (un periodo di sei ore è sufficiente
perché la configurazione faccia registrare i suoi valori massimi di
grandezza), l'UCE si predispone per l'elaborazione della previsione, ricercando
in memoria, tra tutti i protocolli di previsione già registrati, quello
o quelli aventi un identico numero di fuoco e contenente al decimo posto
una "C" (la C indica che il terremoto previsto in quel protocollo è
stato in seguito confermato). A questo punto, avendo isolato l'effetto
sismomagnetico di secondo grado, l'unità centrale di elaborazione
passa a riempire la seconda parte dell'ultimo protocollo nel seguente modo:
- al sesto posto inserisce come valore le coordinate del terremoto lette
nel protocollo trovato (ciò serve ad indicare la zona epicentrale
del sisma imminente);
- al settimo posto introduce la magnitudo prevista sulla base del rapporto
tra il numero di grandezza dell'ultimo protocollo rilevato, il valore
corrispettivo del protocollo trovato in memoria e la magnitudo indicata al
settimo posto, sempre del protocollo trovato;
- all'ottavo posto pone la data prevista entro cui il sisma dovrebbe verificarsi,
cioè di norma il decimo giorno a partire dall'inizio della
configurazione;
- al decimo posto colloca una "P", indicante che i dati della seconda parte
del protocollo sono previsti.
A questo punto l'elaboratore invia il protocollo di previsione all'unità
centrale di comunicazione, che provvederà ad informare l'Utente.
Se l'unità centrale di elaborazione non trova in memoria alcun protocollo
con lo stesso numero di fuoco, invierà ugualmente all'UCC il protocollo
di previsione, fornendo dati incompleti, con un isolamento soltanto di primo
grado.
In ogni caso, se entro il tempo prestabilito (di norma dieci giorni) dalla
data di rilevamento della configurazione che ha dato luogo all'ultimo protocollo,
l'Utente invierà i dati di un terremoto verificatosi, l'unità
centrale di elaborazione passerà ad aggiornare il protocollo e a
sostituire il valore del decimo posto con una "C". Nel caso, invece, che
nessuna conferma giunga dall'esterno, il protocollo indicherà una
fonte di disturbo, e la configurazione che lo contraddistingue servirà
per riconoscere il disturbo in futuro. Quest'ultimo caso può verificarsi
per forti disturbi generalizzati dovuti all'attività solare e ionosferica.
ESEMPIO DI UTILIZZAZIONE DELLA MACCHINA
SCELTA DELLA ZONA E UBICAZIONE DEI RILEVATORI
Come esempio chiarificatore del metodo e di possibile utilizzazione della
macchina, dei quali si è parlato in questo lavoro, si può prendere
in considerazione il seguente progetto di previsione sismica per la Garfagnana
(Lucca).
Questo territorio, collinare e montano, è densamente popolato ed è
costituito dal medio ed alto bacino del fiume Serchio, con le sue numerose
valli laterali, formate dagli affluenti di destra e di sinistra. Alcuni geologi
affermano che con molta probabilità si tratta di una fossa tettonica,
che sprofonderebbe di circa 3 centimetri ogni cento anni, incassata tra le
Alpi Apuane e l'Appennino tosco-emiliano.
L'attività sismica della regione è segnata in superficie da
due faglie principali. Una, detta di Corfino, corre lungo la riva sinistra
del Serchio ed è stata interessata dall'attività sismica più
recente, mentre l'altra, detta di Torrite, corre lungo la riva destra. Entrambe
si presentano con un proprio fascio di faglie interconnesse, prevalentemente
di tipo diretto (di distensione).
Pur essendo la scelta di questo territorio soltanto esemplificativa, esso
è da ritenersi molto interessante dal punto di vista sismico, in quanto
soggetto a frequenti terremoti, alcuni dei quali hanno provocato danni rilevanti
nelle zone abitate, come è accaduto negli anni 1740, 1746, 1767, 1837,
1839 e 1920. I terremoti che si verificano, oltre a produrre movimenti delle
faglie superficiali, possono provocare situazioni di pericolo differenziato
nelle varie zone in cui il territorio può essere suddiviso in base
alla sua conformazione geologica.
Dal punto di vista dei disturbi magnetici di origine antropica, la Garfagnana
possiede una ferrovia non elettrificata e poco sfruttata, ma numerose strade
con molto traffico pesante. Vi è un grande stabilimento metallurgico,
innumerevoli piccole fabbriche e anche un discreto numero di centrali
idroelettriche. Il cielo è sovente attraversato da elicotteri e aerei
che compiono voli a bassa quota, lungo il corso del Serchio.
Il territorio della Garfagnana occupa un'estensione di appena 621 chilometri
quadrati e sono sufficienti cinque unità di rilevamento, di cui due
fuori dei suoi confini, anche se vicine. Essendo cinque, la forma geometrica
da adottare, approssimativamente, per la loro disposizione è quella
della prima figura.
Le unità di rilevamento possono essere collocate nelle seguenti località: Giuncugnano, San Pellegrino, Barga, Pescaglia e Le Pizzorne.
Località |
Coordinate |
| Giuncugnano
San Pellegrino Barga Pescaglia Le Pizzorne |
44°12'N, 10°15'E
44°11'N, 10°28'E 44°04'N, 10°29'E 43°58'N, 10°25'E 43°57'N, 10°36'E |
La scelta delle località è fatta in base alla possibilità
di essere servite da un unico ponte radio e in base al criterio di una buona
uniformità di esplorazione del territorio. Esse devono comunque offrire
luoghi sufficientemente lontani da grosse fonti di disturbo di origine antropica.
Non è importante, invece, che siano state in passato ritenute epicentri
di numerosi e forti terremoti. A questo riguardo bisogna ricordare quanto
è riferito in altra parte del lavoro sulla necessità di distinguere
tra zona epicentrale ed epicentro, sulla labilità delle valutazioni
empiriche dell'intensità di un sisma, nonché sul fatto che
la macchina individua la zona epicentrale di un sisma imminente su di un
rilevamento territoriale piuttosto ampio. Per tali località non è
necessario ricorrere a fonti fotovoltaiche di alimentazione, perché
la rete elettrica è facilmente disponibile, anche se le unità
di rilevamento e periferiche di comunicazione dovranno essere dotate di batterie
di accumulatori e di sistemi di ricarica potenziati, a causa delle frequenti
interruzioni di energia elettrica.
Per la conformazione orografica della zona è necessario l'uso di un
ponte radio, altrimenti si dovrebbe ricorrere all'utilizzazione di un satellite.
Il ponte può essere collocato su un monte delle Pizzorne, già
scelto come sede di un'unità di rilevamento. L'unità centrale
di elaborazione e quella di comunicazione sono collocate a Barga, anch'essa
già sede di un'unità di rilevamento.
Si suppongano le seguenti tappe di eventi:
1) Sono in funzione, per la prima volta nell'area delineata nel settore precedente, cinque variometri della declinazione (siglati 0, 2, 4, 6 e 8), e cinque variometri dell'inclinazione (siglati 1, 3, 5, 7 e 9) collocati a coppie 0-1, 2-3, 4-5, 6-7, 8-9 nelle cinque località (GIU, SPE, BAR, PES e PIZ):
| Coppie variometri | Località |
n.0 e n.1 n.2 e n.3 n.4 e n.5 n.6 e n.7 n.8 e n.9 |
GIU SPE BAR PES PIZ |
Le località hanno una distanza di contiguità di circa 15
chilometri.
(Le configurazioni che si possono rilevare in teoria con dieci variometri
sono 210 · 10!, cioè oltre 3,7 miliardi).
2) Dopo circa sei mesi i dieci variometri fanno registrare, tutti contemporaneamente, delle variazioni superiori ai valori di soglia per quelle località. In poche ore le variazioni massime registrate, a cominciare dal numero 0 fino al numero 9, sono:
| Variometro | Variazioni massime |
n.0 n.1 n.2 n.3 n.4 n.5 n.6 n.7 n.8 n.9 |
0,84 gradi verso ovest 0,75 gradi verso il basso 0,93 gradi verso est 0,32 gradi verso l'alto 0,64 gradi verso ovest 0,42 gradi verso l'alto 0,29 gradi verso ovest 0,55 gradi verso il basso 0,50 gradi verso est 0,37 gradi verso l'alto |
La configurazione (la numero 1) che si è in breve tempo delineata
risulta del tipo:
| 2E- 0O-1B-4O-7B-8E-5A-9A-3A-6O |
con una grandezza di 0,561 gradi, cioè (0,84 + 0,75 + 0,93 + 0,32 + 0,64 + 0,42 + 0,29 + 0,55 + 0,50 + 0,37) / 10 (Informazione magnetica).
3) Ci sono buone probabilità che alla configurazione corrisponda un sisma imminente, ma poiché i rilevamenti vengono fatti da appena sei mesi, non conoscendo quindi bene i valori delle variazioni, e poiché è la prima volta che si manifesta una tale configurazione, non vi può essere molta sicurezza e non possono essere conosciuti i dati riguardanti l'eventuale terremoto.
4) Dopo 2,5 giorni che la configurazione precedente è stata rilevata, viene registrato un sisma di magnitudo 4,5 ed epicentro in zona D, esterna al territorio della Garfagnana (Informazione sismica).
5) Dopo circa altri sei mesi viene rilevata una configurazione (la numero 2):
| 0E-2O- 1E-9A-6O-3B-8E-7A-4O-5B |
di ampiezza 0,5 gradi.
6) Anche da questa configurazione non è possibile trarre una previsione completa, essendo stata rilevata per la prima volta.
7) Passati due giorni dal rilevamento della configurazione suddetta (punto 5) viene registrato un sisma di magnitudo 5 ed epicentro in zona E, qualche decina di chilometri a nord dell'area sotto controllo.
8) Dopo circa ancora un anno viene rilevata nuovamente la configurazione numero 1, di grandezza questa volta 0,8 gradi. A questo punto può essere previsto con buon margine di sicurezza un sisma con epicentro in zona D e con magnitudo tra 4,5 e 5 (Regola della reiterazione e della costanza dei riferimenti).
9) Dopo tre mesi ancora viene rilevata nuovamente la configurazione numero 2, sempre di ampiezza 0,5 gradi.
10) Ci si aspetta, passati circa due giorni, un sisma di magnitudo 5 con epicentro in zona E.
11) Le configurazioni numero 1 e numero 2, rilevate in tempi diversi, ma
contemporaneamente dai variometri situati in GIU, SPE, BAR, PES e PIZ,
individuano due zone focali ben determinate, e ogni volta che gli stessi
variometri daranno luogo alle medesime configurazioni, la numero 1
indicherà ancora la stessa zona focale D e la numero 2 indicherà
la stessa zona focale E.
Per la determinazione della magnitudo di un sisma imminente, nel primo periodo
di funzionamento della macchina sarà più che sufficiente poterla
indicare in termini di minore, uguale o maggiore di quella di un sisma avvenuto
e già individuato da una configurazione.