RELAZIONE FINALE 1° ANNO DI ATTIVITA` NELL`AMBITO DELL

RELAZIONE FINALE 1° ANNO DI
ATTIVITA’ NELL’AMBITO
DELL’ALTERNANZA SCUOLA-LAVORO
MATTIA TIEZZI
MARTINA MENCHETTI
TUTOR: RICCARDO AZZARA
A.S. 2015/2016
ALTERNANZA SCUOLA-LAVORO
Con la legge 107/2015 il percorso di alternanza scuola-lavoro è divenuto
un momento formativo strutturale. Nel triennio finale saranno previste 200
ore per i Licei e 400 per gli Istituti Tecnici. Tali momenti lavorativi sono
rivolti alle imprese, ma anche a Enti Pubblici o Musei. In quest’ottica
l’Osservatorio Sismologico è stato contattato dal Liceo Classico e
Musicale “Francesco Petrarca” di Arezzo per accogliere alcuni studenti nel
percorso di alternanza scuola-lavoro.
Villa Severi,
sede dell’Osservatorio Sismologico di Arezzo
Logo
dell'Osservatorio SismologiCo di ARezzo
INGV
OSSERVATORIO SISMOLOGICO
AREZZO
L’INGV (Istituto Nazionale di
Geofisica e Vulcanologia) è un Ente
Pubblico di Ricerca che, tra le sue
attività, si occupa dello studio di
eventi sismici. L’INGV non solo
collabora con molte università in
progetti ad indirizzo scientifico e
geofisico, ma si occupa di monitorare
l’attività sismica del territorio
nazionale attraverso una rete sismica
costituita da più di 300 stazioni
distribuite
in
tutta
Italia.
L’Osservatorio
SismologiCo
di
Arezzo(OSCAR), situato presso Villa
Severi, è uno dei tanti centri di ricerca
INGV. Esso gestisce numerose stazioni sismiche nel territorio di Arezzo,
sviluppa progetti scientifici per lo studio della sismicità dell’Appennino
Centro-Settentrionale e si occupa di divulgazione e informazione
scientifica. All’interno della città sono installate tre stazioni di
monitoraggio: negli scantinati del Palazzo della Provincia, all’interno della
succursale del Liceo Classico di Arezzo e all’interno di Villa Severi.
Proprio all’interno dell’OSCAR, ma non solo, si è svolto il nostro lavoro
da “sismologi”.
PRIMA SETTIMANA
La prima settimana si è svolta dal 1 all’ 8 Febbraio. I primi giorni sono
stati dedicati ad un’introduzione alla fisica dei terremoti e all’approccio
alla strumentazione sismometrica.
FISICA DEI TERREMOTI
Il movimento prodotto da un terremoto è l’effetto della propagazione in
superficie delle onde sismiche prodotte dalla rottura della crosta terrestre
all’ipocentro. Le onde si dividono in onde P e in onde S. Le onde P
(primarie) sono onde di tipo longitudinale che danno luogo a scuotimenti
di tipo verticale. Le onde S (secondarie) sono trasversali e producono
movimenti orizzontali perpendicolari alla direzione di propagazione
dell’onda. Esse non possono propagarsi nei fluidi. Questo aspetto è stato
storicamente utile per poter descrivere la struttura interna della Terra, in
particolare quella del nucleo esterno fluido all’interno del quale le onde S
non si propagano.
Questa foto è stata scattata dopo il
terremoto di San Francisco del 1906.
Essa è un esempio dell'effetto in
superficie
della
deformazione
permanente prodotta da un forte terremoto.
SISMOMETRI E STAZIONI SISMICHE
Sin dal primo giorno all’interno dell’osservatorio è stato necessario
prendere confidenza con gli strumenti che vengono installati in una
stazione sismica per il rilevamento dei terremoti.
Un stazione sismica è composta da:
- un SISMOMETRO, lo strumento che rileva i movimenti del suolo
scomponendoli su una terna cartesiana avente l'asse Z verticale alla
superficie e le due direzioni orizzontali lungo gli assi geografici (Nord-Sud
ed Est-Ovest)
- un sistema di acquisizione degli eventi costituito da due parti: un
convertitore analogico/digitale che trasforma il segnale proveniente dal
sismometro in un segnale numerico e un disco rigido (HARD DISK) dove
vengono conservati i dati rilevati. La stazione sismica può inviare i dati
tramite un collegamento di rete o funzionare in modalità locale
(standalone). In questo secondo caso il disco deve essere ciclicamente
rimosso e sostituito per analizzarne i dati
- un RICEVITORE GPS, necessario per assicurare la sincronizzazione dei
dati registrati e per la determinazione esatta del punto geografico in cui è
installata la stazione sismica. Dati essenziali per localizzare i terremoti nel
tempo e nello spazio
- un sistema di alimentazione che può essere costituito da una BATTERIA
collegata a un alimentatore quando è disponibile la corrente elettrica di rete
o, in caso contrario, connessa a un sistema fotovoltaico.
- nel caso in cui ci sia l'intenzione di registrare eventuali movimenti
associati a forti terremoti, il sismometro puo' essere affiancato da un
ACCELEROMETRO, che misura le accelerazioni del moto del suolo.
Tali strumenti ci sono stati presentati in laboratorio all'interno
dell'Osservatorio. Il loro funzionamento è stato osservato visitando alcune
delle stazioni sismiche gestite dall'Osservatorio: quella installata negli
scantinati della Provincia, dove il nostro “Tutor” Riccardo ci ha fatto
vedere come estrarre i dati dall’hard-disk tramite computer, in modo da
poter poi analizzare i sismogrammi in laboratorio. Oltre al controllo dei
dati, ci siamo occupati del controllo del funzionamento GPS, osservando
l’ora (espressa in UTC, universal time code) e la data (espressa in giorni
del calendario giuliano). La nostra attività si è poi svolta in una delle
stazioni sismiche installate in Casentino, all'interno della sede dell'Unione
dei Comini del Casentino. In tale occasione siamo stati noi ad occuparci
del controllo del corretto funzionamento della stazione sismica e della
conservazione dei dati che abbiamo poi analizzato in Osservatorio.
LA STAZIONE SISMICA
DEL LICEO CLASSICO
Dopo le spiegazioni di fisica dei terremoti e di funzionamento degli
apparecchi, ci siamo occupati di installare una stazione sismica all'interno
della succursale del Liceo Classico. La stazione comprende un
sismometro, una batteria, un convertitore analogico digitale e un disco di
acquisizione, il quale viene rimosso e sostituito periodicamente. Purtroppo
è momentaneamente priva di localizzatore GPS, pertanto il segnale orario
può risultare talvolta impreciso. Il sito è controllato ogni 15 giorni da noi
sotto la guida del tutor. Il nostro incarico è quello di prelevare dati
dall’hard disk tramite un computer portatile e di analizzare in seguito i
sismogrammi in osservatorio.
08:11
13:15
Le immagini precedenti mostrano il movimento del terreno registrato dalla
stazione sismica installata all'interno degli scantinati della succursale del
Liceo Classico in Via Garibaldi. Ogni blocco di sismogrammi è relativo a
una diversa componente del moto (rispettivamente Verticale, Nord-Sud,
Est-Ovest). Ogni riga rappresenta una registrazione continua di un giorno.
Le prime quattro linee di ogni figura sono relative a giorni feriali, l'ultima
è stata effettuata di domenica (15 Maggio 2016).
Le linee azzurre sul grafico relativo al moto verticale traguardano l'ora di
entrata a scuola (alle 8:10 circa), i “cambi dell'ora” e l'uscita da scuola
(circa le 13:15). Come è chiaramente visibile dalla componente verticale,
nei giorni feriali la stazione rileva un aumento di rumore, che comincia in
concomitanza con l'entrata a scuola, ha il suo culmine intorno alle 11:10, e
cioè nel periodo di ricreazione e diminuisce drasticamente all'uscita da
scuola. Nell'ultima linea, quella corrispondente alla domenica, invece, non
solo non si nota lo stesso andamento del rumore registrato, ma non è
neppure visibile alcuna variazione o segnale particolare: questo accade
perché non vi sono persone all’interno della scuola.
SECONDA SETTIMANA
Il lavoro nella seconda settimana si è svolto dal 7 al 10 di Giugno.
Abbiamo iniziato a studiare i sismogrammi al computer. Il nostro tutor ci
ha introdotto all’uso dei sistemi operativi “UNIX” e LINUX. Il nostro
compito è consistito nel riconoscere la presenza di sismogrammi
associabili ad eventi sismici all'interno della registrazione della stazione
sismica del Liceo Classico. Abbiamo potuto rilevare eventi di tipo locale (a
distanza epicentrale fino a circa 100 km), regionale (a distanza epicentrale
fino a 600 km) e telesismico (a distanza maggiore di 600 km). L'analisi dei
dati ha richiesto l'uso di filtri di tipo passa-alto e passa-basso e una
introduzione all'analisi spettrale. I filtri si utilizzano per evidenziare la
parte di segnale a bassa e ad alta frequenza e consentono di riconoscere i
sismogrammi di eventi sismici anche in condizioni particolarmente
rumorose come quella della stazione sismica del Liceo. I filtri sono gli
stessi usati nello studio delle tecnologie musicali.
La stazione del Liceo Classico ha iniziato a registrare dati dal giorno
27/04/2016 (giorno giuliano 118), abbiamo riconosciuto numerosi eventi
sismici, dei quali presentiamo alcuni esempi di sismogrammi:
CONCLUSIONI
Fin dal primo giorno abbiamo constatato che la sismologia non si occupa
soltanto di terremoti ma è un importante supporto ad altre discipline
scientifiche (come ad esempio visto nel caso del contributo dato al
progetto VIRGO, l'interferometro per la detezione delle onde
gravitazionali). L'attività svolta ci ha aiutato a fissare alcuni concetti di
base della fisica (abbiamo avuto modo di utilizzare formule studiate
durante l’anno scolastico). La sismologia è strettamente legata a studi di
tipo geologico e ingegneristico, è fondamentale la conoscenza delle rocce
e del terreno e sono importanti i contributi che lo studio della propagazione
delle onde possono dare all'ingegneria sismica per prevenire gli effetti del
terremoto. Abbiamo compreso che alla frequente domanda “Si possono
prevedere i terremoti?” probabilmente non saremo in grado di rispondere,
ma, grazie alla sismologia, è possibile individuare le aree sismiche e
soprattutto dare indicazioni per prevenire danni alle strutture e
conseguenze per gli individui.
Possiamo quindi ritenerci soddisfatti dell’esperienza dell’alternanza
scuola-lavoro e affermare con certezza che proseguiremo il nostro lavoro
da “sismologi” anche nei prossimi due anni. Le prospettive sono quelle di
continuare a controllare i dati della nostra e di altre stazioni, riuscendo ad
aggiornare magari la lista stessa dei terremoti INGV.