In questa pagina verranno raccolte le innovazioni che abbiamo apportato nel campo della ricerca dei Precursori Sismici di tipo Elettromagnetico nell'ambito del Radio Emissions Project. Si tratta di tecnologie sviluppate attraverso la nostra attività di sperimentazione e di ricerca che, ricordiamo, è iniziata nel 2008.
Amplificatore Elettro-Sismico
Quello che vedete in basso è lo schema elettrico di un "amplificatore elettrosismico" costruito il 15 Luglio 2011 e sperimentato a partire dallo stesso giorno. Il nome di questo apparecchio è stato coniato appositamente per dare l'idea di quale sia il suo utilizzo.
Il funzionamento si basa essenzialmente sui principi dell'elettromagnetismo, essendo costituito da due trasformatori che consentono di variare i parametri di tensione (simbolo V unità di misura [V] volt) e corrente (simboli I unità di misura [A] ampere) in ingresso rispetto a quelli in uscita, pur mantenendo costante la quantità di potenza elettrica apparente (a meno delle perdite per effetto dell'isteresi e delle correnti parassite). Il trasformatore è una macchina in grado di operare solo in corrente alternata, perché sfrutta i principi dell'elettromagnetismo legati ai flussi variabili.
Tale strumento trova larga applicazione nel campo dello studio delle pulsazioni geomagnetiche essendo queste, per definizione, delle emissioni (magnetiche ed elettriche) di tipo variabile, appunto.
Tale strumento trova larga applicazione nel campo dello studio delle pulsazioni geomagnetiche essendo queste, per definizione, delle emissioni (magnetiche ed elettriche) di tipo variabile, appunto.
Notare l'incremento di amplificazione del segnale quando alla linea è collegato l'amplificatore analogico
Magnetometro Triassiale ad Induzione Magnetica
Con condensatore elettrolitico d 22 microFarad
Schema elettrico del magnetometro triassiale utilizzato nell'ambito del nostro progetto di ricerca.
Un progetto ed una realizzazione di Gabriele Cataldi
Sono state utilizzate 60 bobine da 100 mHenry per un totale di 6 Henry di induttanza suddivisi su 3 sensori allineati secondo i tre assi spaziali (componente H; componente D; componente Z). I segnali elettromagnetici (variabili) presenti nell'ambiente sono captati attraversano le 60 bobine presenti sui tre sensori generano una corrente elettrica indotta che giunge in un'uscita comune.
Il segnale elettrico viene poi prelevato da questa uscita per essere veicolato verso il ricevitore NASA INSPIRE VLF3, dove subisce un'elevata amplificazione. Il segnale in uscita dall'amplificatore viene così inviato ad un PC che, attraverso un software dedicato, viene analizzato in base alla sua intensità ed alla sua frequenza.
Collegando i tre sensori assieme è possibile osservare su un solo spettrogramma i segnali elettromagnetici captati da tutti i tre i sensori ad induzione magnetica. Il condensatore C1 da 22 picoFarad (pF) ci ha consentito di ottenere un maggior incremento di sensibilità risultante dello strumento.
Le bobine sono state realizzate in Germania e contengono al loro interno un nucleo in ferrite che amplifica enormemente la permeabilità magnetica della bobina. Inoltre ogni bobina è stata rivestita da un guscio in ferrite che rende ancora più permeabile l'induttore. Il risultato è evidente: 100 mH di induttanza per ogni singolo induttore.
Il segnale elettrico viene poi prelevato da questa uscita per essere veicolato verso il ricevitore NASA INSPIRE VLF3, dove subisce un'elevata amplificazione. Il segnale in uscita dall'amplificatore viene così inviato ad un PC che, attraverso un software dedicato, viene analizzato in base alla sua intensità ed alla sua frequenza.
Collegando i tre sensori assieme è possibile osservare su un solo spettrogramma i segnali elettromagnetici captati da tutti i tre i sensori ad induzione magnetica. Il condensatore C1 da 22 picoFarad (pF) ci ha consentito di ottenere un maggior incremento di sensibilità risultante dello strumento.
Le bobine sono state realizzate in Germania e contengono al loro interno un nucleo in ferrite che amplifica enormemente la permeabilità magnetica della bobina. Inoltre ogni bobina è stata rivestita da un guscio in ferrite che rende ancora più permeabile l'induttore. Il risultato è evidente: 100 mH di induttanza per ogni singolo induttore.
Un esempio di registrazione (spettrogramma) nella banda ELF. Praticamente si tratta dello stesso risultato ottenuto dal magnetometro HAARP.
Questo tipo di antenna può essere utilizzata sia con sistemi di amplificazione che senza. Il miglioramento, in termini qualitativi, dei dati ottenuti è rappresentato sia da un'elevata amplificazione delle emittenti naturali, che dalla possibilità di poter captare sengnali radio provenienti da qualunque direzione.
Con condensatore da 47 microFarad + Bobina
Schema elettrico del sensore triassiale "all-in-one" con interposizione di un condensatore elettrolitico da 47 microFarad. Clicca sull'immagine per scaricare il progetto in formato .dwg compatibile con AutoCAD 2010.
Riproduzione 3D di Daniele Cataldi con AutoCAD 2010 - I tre sensori sono in realtà disposti secondo i 3 assi spaziali
Lo schema elettrico proposto in alto è stato sviluppato nell'Agosto del 2011 e da come risultato lo spettrogramma che vedete in basso:
La differenza, rispetto allo spettrogramma precedente, è sostanziale: un incremento di sensibilità enorme ed un aumento del numero di emittenti antropiche. Tale configurazione è stata successivamente equipaggiata di un'antenna a bobina collegata in parallelo al sensore triassiale ed orientata secondo l'asse verticale (Z). Potete vedere in basso i dati della bobina:
Sezione trasversale della bobina lunga 42 cm
Con condensatore elettrolitico da 47 microFarad
Schema elettrico del sensore triassiale "all-in-one" con tripla interposizione (un ponte su ogni asse) di un condensatore elettrolitico da 47 microFarad. Clicca sull'immagine per scaricare il progetto in formato .dwg compatibile con AutoCAD 2010.
Schema di collegamento elettronico del sensore triassiale
Configurazione spaziale dei tre sensori: orientati secondo gli assi tridimensionali. Una ricostruzione realizzata da Daniele Cataldi con AutoCAD 2010.
La configurazione che vedete in alto, corrisponde ad una configurazione "mista" tra la prima e la seconda configurazione visibile in alto in questa pagina. Il collegamento "a ponte" del condensatore elettrolitico su ognuna delle tre schede contenenti ognuna 20 bobine da 100 mH, esattamente tra la decima e l'undicesima bobina ha consentito di ottenere un guadagno uniforme su una lungheza di banda estesa. Utilizzando, infatti un'ampiezza di banda di 11 kHz attraverso Spectrum Lab, è possibile osservare un buon incremento di sensibilità praticamente da 0 sino ai 6500 Hz. Con cunfigurazioni precedenti tale aumento di sensibilità era praticamente limitato ad una larghezza di banda compresa tra 500 e 4500 Hz. Inoltre, tale configurazione mantiene un'eccellente sensibilità anche per frequenza inferiori a 1 Hz:
Spettrigramma realizzato attraverso la configurazione elettronica del sensore triassiale che vedete in alto. Tale configurazione ha dato risultati inaspettati molto incoraggianti.
Con filtro passa-basso collegato in uscita
La riduzione delle componenti HUM o degli elettrodotti può passare solo attraverso il posizionamento di un filtro che lasci passare solo la banda di frequenze che si deve tenere sotto controllo. Il NASA INSPIRE VLF3 possiede un sistema di filtraggio delle interferenze sia di tipo passivo che di tipo attivo. Questo però sembra non essere sufficiente per ridurre in modo considerevole le interferenze causate dagli elettrodotti, motivo per cui abbiamo deciso di equipaggiare l'uscita audio dell'amplificatore, di un filtro passa basso.
Tester alla mano, l'impedenza dell'uscita audio raggiunge un valore medio di 650 Ohm, quindi per tenerci abbondantemente sotto i 50 Hz dovevamo collegare in paralleto all'uscita un condensatore da 8 microFarad. Abbiamo optato per un condensatore da 8,9 microFarad che, messo in relazione con i 650 Ohm di impedenza permette di ridurre di 6 dB per ottava tutte le frequenze che si trovano sopra i 27,5 Hz.
Il risultato, come potete osservare nell'immagine in basso è buono, anche se permane comunque un certo livello di interferenza della rete a 50 Hz.
Tester alla mano, l'impedenza dell'uscita audio raggiunge un valore medio di 650 Ohm, quindi per tenerci abbondantemente sotto i 50 Hz dovevamo collegare in paralleto all'uscita un condensatore da 8 microFarad. Abbiamo optato per un condensatore da 8,9 microFarad che, messo in relazione con i 650 Ohm di impedenza permette di ridurre di 6 dB per ottava tutte le frequenze che si trovano sopra i 27,5 Hz.
Il risultato, come potete osservare nell'immagine in basso è buono, anche se permane comunque un certo livello di interferenza della rete a 50 Hz.
Riduzione di 6 dB dei disturbi causati dalla rete domestica a 50 Hz
A questo sistema passivo di attenuazione dei disturbi elettromagnetici di natura domestica è stato collegato il nostro Amplificatore Elettrosismico, posto esattamente tra l'amplificatore NASA INSPIRE VLF3 ed il filtro passa-basso. I risultati sono i seguenti:
Ulteriore riduzuione delle interferenze causate dagli elettrodotti della rete domestica a 50 Hz senza però perdita di intensità dei segnali compresi tra 0 e 20 hz
Il nostro secondo Amplificatore ELF a basso rumore
utilizzato dal nostro gruppo di studio
utilizzato dal nostro gruppo di studio
Renato Romero - www.vlf.it
Durante lo studio dei precursori sismici elettromagnetici abbiamoavuto la necessità di utilizzare due antenne riceventi di tipo differente e due PC per registrare i dati separatamente. Tale necessità ha trovato motivo nel dover ottenere dati coerenti per mezzo di due strumenti di registrazione distinti e separati. In tal modo, le registrazioni che avessero presentato dei dati similari e sovrapponibili avrebbero potuto produrre dati scientifici di importanza ben superiore alle singole registrazioni che normalmente ottenevamo con un solo PC e con una sola tipologia di antenna.
A tale scopo ci siamo dovuti avvalere di uno strumento che ci avrebbe dovuto permettere di rilevare le emissioni ELF, a basso costo e di facile reperibilità e costruzione. Al contrario del NASA INSPIRE VLF-3, dal costo molto maggiore e che necessivata delle maggiori conoscenze in campo elettrico per il suo montaggio.
La nostra scelta è quindi ricaduta sul seguente amplificatore ELF, di cui ci ha cortesemente fornito i dettagli il Sig. Renato Romero, studioso nell'ambito dela ricerca sul VLF e sulla Radionatura.
Tale amplificatore è stato quindi collegato su una seconda antenna (di tipo a bobina multilayer), formata da 5 bobine distinte messe in serie e dotate di un nucleo di ferro. L'intero sistema è poi stato connesso ad un secondo PC portatile e provvisto di Spectrumlab.
Come è possibile osservare dallo schema la costruzione dell'amplificatore è molto semplice e poco costosa, e può essere eseguita da chiunque che abbia un minimo di conoscenze in ambito elettronico.
A tale scopo ci siamo dovuti avvalere di uno strumento che ci avrebbe dovuto permettere di rilevare le emissioni ELF, a basso costo e di facile reperibilità e costruzione. Al contrario del NASA INSPIRE VLF-3, dal costo molto maggiore e che necessivata delle maggiori conoscenze in campo elettrico per il suo montaggio.
La nostra scelta è quindi ricaduta sul seguente amplificatore ELF, di cui ci ha cortesemente fornito i dettagli il Sig. Renato Romero, studioso nell'ambito dela ricerca sul VLF e sulla Radionatura.
Tale amplificatore è stato quindi collegato su una seconda antenna (di tipo a bobina multilayer), formata da 5 bobine distinte messe in serie e dotate di un nucleo di ferro. L'intero sistema è poi stato connesso ad un secondo PC portatile e provvisto di Spectrumlab.
Come è possibile osservare dallo schema la costruzione dell'amplificatore è molto semplice e poco costosa, e può essere eseguita da chiunque che abbia un minimo di conoscenze in ambito elettronico.
Quello che vedete in alto è lo schema elettronico di un amplificatore che lavora alle bassissime frequenze e che il nostro gruppo di ricerca ha deciso di utilizzare. Il costo totale dei componenti elettronici attivi e passivi, dei connettori utilizzati per collegare la scheda all'antenna e la linea d'uscita alla scheda audio del computer, (comprendendo anche il Jack di collegamento per l'al'imentazione a 12 V), si aggira attorno ai 18 euro (5 euro solo per Chip OP27).
| scheda_tecnica_chip_op27.pdf |
Il Chip OP27 è un amplificatore a bassissimo rumore utilizzato per applicazioni professionali. I risultati che abbiamo ottenuto attraverso le registrazioni realizzate con questo schema elettronico di amplificatore per la banda ELF, sono mediamente sovrapponibili ai risultati che avevamo già avuto modo di ottenere attraverso il famoso NASA INSPIRE VLF3.
Essendo, il circuito, stato creato per amplificare i segnali rafio al di sotto dei 100 Hz, è meno permeabile alle interferenze radio causate dagli elettrodotti, ed in generale, alle frequenze radio che hanno una frequenza maggiore di 100 Hz.
Essendo, il circuito, stato creato per amplificare i segnali rafio al di sotto dei 100 Hz, è meno permeabile alle interferenze radio causate dagli elettrodotti, ed in generale, alle frequenze radio che hanno una frequenza maggiore di 100 Hz.
Variante dell'amplificatore presentato in alto: si tratta dello schema di un amplificatore operazionale non-invertente che, a differenza dello schema proposto precedentemente, conserva la caratteristiche di amplificazione del Chip OP27, ed un elevato guadagno operando attraverso in modalità non-invertente attraverso una resistenza variabile che raggiunge i 2 MegaOhm! Inoltre il segnale in uscita è filtrato attraverso una resistenza da 10 Ohm ed un condensatore da 1 mF. Il rapporto di amplificazione è 200000 : 1
Emissioni ELF: solo armoniche o interferenze di rete?
Le osservazioni condotte dal progetto di ricerca sui PSE denominato "Quake Finder" del Seismological Lab dell'Università di Berkeley, hanno dimostrato che quelle che erano (sino al 2003) considerate come delle interferenze di natura antropica veicolate dalla rete elettrica domestica (50 o 60 Hz), visibili tra 0 e 4 Hz, proprio sulla radiazione di fondo delle pulsazioni geomagnetiche, erano in realtà dei segnali radio che non avevano nulla a che fare con gli elettrodotti ed in genere con i segnali di natura antropica.
Questo fatto è molto importante poiché, almeno concettualmente, ma anche teoricamente, è possibile che alcuni forti segnali naturali che hanno una frequenza molto molto ridotta (0-7 Hz) possano in realtà essere visibili anche sul segnale portante della rete elettrica domestica. Non solo, quindi, le interferenze della rete domestica possono generare delle armoniche di rete particolari o veicolare interferenze di natura antropica, ma è possibile anche l'esatto contrario e cioè che alcuni segnali naturali (ad esempio emissioni geomagnetiche o pre-sismiche) possono presentarsi, oltre che nella banda ELF, anche sull'interferenza della rete domestica o su emittenti naturali di intensità elevata (vedi ad esempio le emissioni ionosferiche). Questo fenomeno, infatti, si osserva durante la caduta di un fulmine. Per le stesse ragioni scientifiche che spciegano e provano il motivo per cui la radiazione elettromagnetica prodotta da un fulmine riesce ad essere veicolata attraverso la portante degli elettrodotti, è possibile osservare lo stesso fenomeno anche durante l'emissione di segnali pre-sismici o di natura magnetoidrodinamica.
Questo fatto è molto importante poiché, almeno concettualmente, ma anche teoricamente, è possibile che alcuni forti segnali naturali che hanno una frequenza molto molto ridotta (0-7 Hz) possano in realtà essere visibili anche sul segnale portante della rete elettrica domestica. Non solo, quindi, le interferenze della rete domestica possono generare delle armoniche di rete particolari o veicolare interferenze di natura antropica, ma è possibile anche l'esatto contrario e cioè che alcuni segnali naturali (ad esempio emissioni geomagnetiche o pre-sismiche) possono presentarsi, oltre che nella banda ELF, anche sull'interferenza della rete domestica o su emittenti naturali di intensità elevata (vedi ad esempio le emissioni ionosferiche). Questo fenomeno, infatti, si osserva durante la caduta di un fulmine. Per le stesse ragioni scientifiche che spciegano e provano il motivo per cui la radiazione elettromagnetica prodotta da un fulmine riesce ad essere veicolata attraverso la portante degli elettrodotti, è possibile osservare lo stesso fenomeno anche durante l'emissione di segnali pre-sismici o di natura magnetoidrodinamica.
Come è possibile ridurre al minimo le interferenze di rete?
Le interferenze di rete sono segnali radio che entrano nei circuiti attraverso 4 vie d'ingresso principali:
1) irradiazione di campi elettrici diretti sui circuiti o sui cavi di collegamento
2) irradiazione di campi magnetici diretti sui circuiti o sui cavi di collegamento
3) segnali elettrici trasmessi dai cavi di alimentazione.
4) rumore elettronico
Per ridurre l'intensità di queste interferenze si utilizzano:
1) filtri attivi
2) filtri passivi
3) schermature
4) distanziamento tra le sorgenti di interferenze ed i circuiti/cavi
I filtri attivi e/o passivi sono generalmente presenti su un circuito stampato di un amplificatore, così come le schermature. Nel nostro caso, se avete intenzione di realizzare un amplificatore, dovete creare delle schermature corrette sua sul circuito stampato che sui cavi.
Per realizzare una schermatura del circuito stampato potete utilizzare dei fogli di alluminio che dovranno essere piegati in modo tale da circondare completamente il circuito stampato. Tale copertura dovrà essere collegata a massa, cioè al negativo.
La stessa cosa vale per i cavi: è consigliabile utilizzare solo cavi coassiali schermati di grande diametro, il cui polo schermato dovrà essere collegato alla schermatura in alluminio presente sulla scheda elettronica. Queste semplici operazioni vi permetteranno di ridurre al minimo le interferenze causate dalle emittenti di rete. Per maggiori informazioni sulle schermature vi invitiamo a visitare l'interessantissimo sito del FESN (Friuli Experimental Seismic Network), ed in particolare la sezione dedicata alle schermature: Manuale per l’unificazione delle connessioni tra le apparecchiature realizzate dalla FESN
Forse non tutti sanno che: Utilizzando della semplice carta stagnola collegata a massa è possibile realizzare una schermatura a più strati che da buonissimi risultati.
1) irradiazione di campi elettrici diretti sui circuiti o sui cavi di collegamento
2) irradiazione di campi magnetici diretti sui circuiti o sui cavi di collegamento
3) segnali elettrici trasmessi dai cavi di alimentazione.
4) rumore elettronico
Per ridurre l'intensità di queste interferenze si utilizzano:
1) filtri attivi
2) filtri passivi
3) schermature
4) distanziamento tra le sorgenti di interferenze ed i circuiti/cavi
I filtri attivi e/o passivi sono generalmente presenti su un circuito stampato di un amplificatore, così come le schermature. Nel nostro caso, se avete intenzione di realizzare un amplificatore, dovete creare delle schermature corrette sua sul circuito stampato che sui cavi.
Per realizzare una schermatura del circuito stampato potete utilizzare dei fogli di alluminio che dovranno essere piegati in modo tale da circondare completamente il circuito stampato. Tale copertura dovrà essere collegata a massa, cioè al negativo.
La stessa cosa vale per i cavi: è consigliabile utilizzare solo cavi coassiali schermati di grande diametro, il cui polo schermato dovrà essere collegato alla schermatura in alluminio presente sulla scheda elettronica. Queste semplici operazioni vi permetteranno di ridurre al minimo le interferenze causate dalle emittenti di rete. Per maggiori informazioni sulle schermature vi invitiamo a visitare l'interessantissimo sito del FESN (Friuli Experimental Seismic Network), ed in particolare la sezione dedicata alle schermature: Manuale per l’unificazione delle connessioni tra le apparecchiature realizzate dalla FESN
Forse non tutti sanno che: Utilizzando della semplice carta stagnola collegata a massa è possibile realizzare una schermatura a più strati che da buonissimi risultati.
Quando non è possibile osservare i PSE nella banda ELF?
Emissioni ELF prodotte da intensi fenomeni temporaleschi
I temporali rappresentano un evento atmosferico che produce elevate quantità di emissioni radio nella banda ELF, emissioni queste che sono facilmente in grado di "coprire" i più deboli segnali rappresentati dai PSE. Per questo motivo il periodo dell'anno migliore per osservare i PSE è l'Estate.
Tipologia dei segnali riscontrati sugli spettrogrammi
Radio Emissions Project
HAARP Induction Magnetometer
1) Interferenza prodotta da emissioni antropiche.
1a) Prima armonica di risonanza del segnale "1".
1b) Seconda armonica di risonanza del segnale "1".
2) Emissione antropica.
3) PSE
4) Terza armonica di risonanza del segnale "1".
5) Interferenza causata dalla manipolazione della componente Hardware della stazione di monitoraggio.
1a) Prima armonica di risonanza del segnale "1".
1b) Seconda armonica di risonanza del segnale "1".
2) Emissione antropica.
3) PSE
4) Terza armonica di risonanza del segnale "1".
5) Interferenza causata dalla manipolazione della componente Hardware della stazione di monitoraggio.
Precursori Sismici Elettromagnetici
Berkeley data
Berkeley data
Legenda
IPDP rilevate dal nostro progetto di ricerca
IPDP (Pearls) registrati per mezzo della nostra strumentazione - Radio Emissions Project
Le emissioni IPDP, sono classificate come emissioni di tipo PC1-2: emissioni ELF che si propagano verso la ionosfera lungo le linee del campo magnetico terrestre (Sucksdorff - 1936 - Harang 1936).
Due sottogruppi principali di tali emissioni vennero individuati sulla base di osservazioni eseguite da terra e vennero chiamate: IPDP conosciute anche come Pearls (Fukunishi et al, 1981).
Come si è potuto evincere, da alcune osservazioni, la generazione di onde EMIC (ElectroMagnetic Ion Cyclotron) è determinata dalla presenza di protoni nella magnetosfera terrestre (derivati dal vento solare) che posseggono un'energia di 10-100 KeV.
Gli ioni, associati con il plasma magnetosferico sono in grado di dare vita a diversi fenomeni di questo tipo, ed in grado di emettere radiofrequenza ELF. Ad esempio la compressione determinata del vento solare sulla magnetosfera, è in grado di generare le onde PC1 (Olson e Lee, 1983; Kangas ed al, 1986). Inoltre, gli ioni sono in grado di determinare la formazione di un anello di corrente che a sua volta genera uno strato di plasma ad elevate latitudini che è responsabile della formazione delle IPDP, osservabili con le apparecchiature sensibili ai campi ELF.
Le pulsazioni "Pearl", appaiono come picchi ripetuti di onde PC1, riflessi dalla ionosfera terrestre. Si è avuto modo di dimostrare che i picchi (in controfase) possono essere osservabili anche nell'emisfero meridionale, oltre che in quello settentrionale. Se si osservano bene i picchi delle Pearl, ci si rende conto come questi siano formati da intense emissioni ravvicinate, che piano piano si disperdono nell'ordine di 50s/Hz.
Nonostante le moltissime osservazioni fatte, i meccanismi di formazione di tali emissioni sono ancora poco chiari. Si sa, ad esempio, che le stesse onde di Alfven, potrebbero essere in grado di generare delle Pearls.
Effetto Ionosferico
IPDP (intervals of pulsations of diminishing periods): i dati dimostrano come tali onde ELF siano in grado di raggiungere terra. La canalizzazione di queste onde elettromagnetiche, infatti, per mezzo della ionosfera, sarebbe in grado di determinare la formazione di due o più emissioni ELF contemporaneamente (risonanze visibili sugli spettrogrammi con le apparecchiature riceventi). Si formerebbero emissioni provenienti da diverse fonti (L-Shells), canalizzate dall'interno della ionosfera stessa sino ad arrivare ad un punto sul terreno. Le IPDP, tendono a prodursi durante la fase attiva di sottotempeste geomagnetiche nelle ore pomeridiane o serali (Hayakawa et al., 1992).
Credits: https://wiki.oulu.fi/display/SpaceWiki/Pc+1-2+and+IPDP+pulsations
IPDP rilevate attraverso la seconda stazione di monitoraggio
Very Strong IPDP
Ingrandimento della pulsazione IPDP
Gli stessi studi dell'Università di Berkeley hanno messo in evidenza una "relazione" tra alcune tempeste elettromagnetiche nella banda ELF (collocate tra 0,3 e 0,9 Hz) che hanno preceduto di alcune ore grandi terremoti. Ci si domandava se questi segnali potessero essere causati da un qualche tipo di attività della Ionosfera, ma veniva anche precisato che tali tempeste erano comparse anche durante ridotta attività solare.
Inoltre a 3,2 Hz sono stati riscontrati "strani" segnali radio che è stato supposto potessero essere delle emissioni di tipo ionosferico ma che, con molta probabilità, non lo sono. Tali emissioni sono state captate solo attraverso il sensore verticale (Z o Bz) di ben due magnetometri.
Questo dato conferma alcune intuizioni che il nostro gruppo di ricerca aveva avuto da almeno 2 anni: per la ricerca dei PSE è indispensabile poter predisporre di un sensore elettromagnetico allineato secondo l'asse Z, cioè l'asse verticale.
Inoltre a 3,2 Hz sono stati riscontrati "strani" segnali radio che è stato supposto potessero essere delle emissioni di tipo ionosferico ma che, con molta probabilità, non lo sono. Tali emissioni sono state captate solo attraverso il sensore verticale (Z o Bz) di ben due magnetometri.
Questo dato conferma alcune intuizioni che il nostro gruppo di ricerca aveva avuto da almeno 2 anni: per la ricerca dei PSE è indispensabile poter predisporre di un sensore elettromagnetico allineato secondo l'asse Z, cioè l'asse verticale.
...Si tratta di un dato di importanza astronomica! Nel 72% dei casi si sono osservate tempeste elettromagnetiche nella banda ELF che hanno preceduto terremoti distanti al massimo 1000 Km. Mentre nel restante 28% dei casi le osservazioni di tempeste elettromagnetiche non sono state seguite da terremoti entro i 1000 Km, ma questo non significa che tali segnali non potessero essere delle impronte lasciate da terremoti più distanti...
Suscettività Magnetica di rocce e materiali
L'attenuazione ionosferica tra 0 ed alcuni Hz è praticamente nulla
Le tabelle in alto dimostrano come i segnali radio collocati all'interno della banda ELF subiscono un'attenuazione molto limitata in atmosfera. Le emittenti naturali con frequenza compresa tra 100 e 1 mHz, che si trovano a circa 10 km di profondità dal livello del suolo, subiscono un'attenuazione di circa 31600 volte prima di giungere nell'atmosfera.
Numerical modelling of coupled seismic and electromagnetic responses
Copyright © Uni Bonn | Erstellt von Anna Zoporowski | 18.10.2010
| Università di Bonn - Istituto Steinmann
http://www.geo.uni-bonn.de/research/geophysics-projects/seismoelectric
As the generation of seismoelectric signals is connected with properties such as hydraulic permeability, porosity and fluid salinity it is possible that the seismoelectric method could be used in hydrogeophysical applications for determining these parameters. The relationship between rock properties directly related to fluid flow on the one hand and electric fields caused by electrokinetic effects on the other hand seems to offer a new approach for measurements especially of the hydraulic permeability. So numerical modelling is performed to give an improved understanding of the interactions of the main effects characterizing the coupled seismic and electromagnetic responses.
Nuovo sensore ad induzione magnetica
La "sperimentazione", nel nostro ambito di ricerca è fondamentale. Senza sperimentazione la ricerca subisce una battuta d'arresto per rimanere vincolata esclusivamente a tecnologie che, prima o poi, diverrano superate. Chi è abituato ad autofinanziare la propria ricerca sa bene quanto sia costoso reperire ogni mese i fondi necessari per progredire da un punto di vista tecnico. La fine di Settembre 2011, per il nostro progetto rappresenta l'inizio di una nuova fase di sperimentazione che durerà alcuni mesi e che spero ci porterà (proprio come è accaduto per quest'anno, il 2011) nuove ed interessanti intuizioni, produzione di dati scientifici e pubblicazioni...
Solo due giorni fa' (il 27 Settembre 2011), abbiamo iniziato a costruire un nuovo sensore da collegare al nostro amplificatore ELF. Si tratta di un sensore mono-assiale rappresentato da una bobina ad elevata induttanza che verrà orientata secondo l'asse Z, cioè in senso verticale.
La struttura di questa bobina è molto semplice: si tratta di un induttore assiale realizzato con un filo di rame smaltato da 0,1 mm, avvolto su un nucleo di ferro (prodotto appositamente per componenti di grandi trasformatori industriali) spesso 7,5 cm e lungo 22,3 cm. Al centro di questo nucleo sarà avvolta una bobina di 14,4 cm, suddivisa in due bobine più piccole da 7,1 cm e separate da uno spessore in gomma del diametro di 2 mm. La bobina risultate avrà circa 60000 spire essendo stata costituita con un filo di rame smaltato della lunghezza approssimativa di 7,2 km; un'induttanza in aria di 105 H ed un'impedenza di 42k Ohm.
Bobine per questo tipo di ricerche vengono realizzate costituendo due o più avvolgimenti separati ma avvolti sullo stesso nucleo ferro-magnetico per ridurre la capacità distribuita della bobina stessa e determinare una perdita di segnale.
Solo due giorni fa' (il 27 Settembre 2011), abbiamo iniziato a costruire un nuovo sensore da collegare al nostro amplificatore ELF. Si tratta di un sensore mono-assiale rappresentato da una bobina ad elevata induttanza che verrà orientata secondo l'asse Z, cioè in senso verticale.
La struttura di questa bobina è molto semplice: si tratta di un induttore assiale realizzato con un filo di rame smaltato da 0,1 mm, avvolto su un nucleo di ferro (prodotto appositamente per componenti di grandi trasformatori industriali) spesso 7,5 cm e lungo 22,3 cm. Al centro di questo nucleo sarà avvolta una bobina di 14,4 cm, suddivisa in due bobine più piccole da 7,1 cm e separate da uno spessore in gomma del diametro di 2 mm. La bobina risultate avrà circa 60000 spire essendo stata costituita con un filo di rame smaltato della lunghezza approssimativa di 7,2 km; un'induttanza in aria di 105 H ed un'impedenza di 42k Ohm.
Bobine per questo tipo di ricerche vengono realizzate costituendo due o più avvolgimenti separati ma avvolti sullo stesso nucleo ferro-magnetico per ridurre la capacità distribuita della bobina stessa e determinare una perdita di segnale.
La bobina, durante la lavorazione...
La difficoltà più grande in cui siamo incappati nel costruire una bobina di questo tipo è stato avvolgere un filo di rame con un diametro così poccolo. Purtroppo, anche le ricerche sul web non ci hanno aiutato in questo senso: non esistono aziende a cui ci si può rivolgere che lavorano bobine personalizzate con diametri di filo così ridotti ...Ed inoltre sembra che in italia sia più difficile che in altri paesi! Le uniche aziende dotate di avvolgitore computerizzato non lavoravano sezioni di filo inferiori al mm oppure prendevano solamente in considerazione commesse di tipo industriale.
Per evitare interferenze la bobinà, una volta terminata la fase di avvolgimento, sarà completamente ricoperta da un foglio di alluminio che verrà collegato a massa.
Il peso del solo nucleo di ferro è di circa 8 Kg, mentre l'avvolgimento raggiunge 0,5 Kg. Il peso totale della bobina ultimata sarà di circa 8,6 Kg.
Il peso del solo nucleo di ferro è di circa 8 Kg, mentre l'avvolgimento raggiunge 0,5 Kg. Il peso totale della bobina ultimata sarà di circa 8,6 Kg.
Un tipico spettrogramma acquisito con questa nuova antenna... Il primo utilizzo del nuovo sensore risale al 5 Ottobre 2011.
Dal 27 Dicembre 2011, questa antenna è stata collegata in serie ad un altro sensore ad induzione magnetica costituito da 20.000 spire di rame smaltato del diametro di 0,315 mm (induttanza totale = 306 Ohm) avvolte su un tondino di ferro del diametro di 6 mm. Si tratta di un'evoluzione del sensore originario...
Schema semplificato della nuova antenna costituita da due bobine separate. La bobina contenente 20.000 spire è stata realizzata eseguendo 3 avvolgimenti separati per ridurre la capacità distribuita della bobina stessa... La lunghezza complessiva del filo necessario per realizare gli 80.000 avvolgimenti raggiunge i 9,1 km. Inoltre il nucleo di ferro sul quale sono state avvolte le 20.000 spire ha una lungheza di 100 cm. la bobina è stata collocata al centro di questo tondino di ferro.
Un tipico spettrogramma realizzato con questo tipo di antenna...
Tale nuova configurazione, consente di rilevare emissioni radio molto deboli. Le osservazioni dimostrano che è possibile osservare segnali sismici e pre-sismici di terremoti "locali" (italiani) con magnitudo minima di 1,5-1,8 Mw.
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