Station SBUB
Da un punto di vista pratico e logistico si distinguono due tipi di stazioni di osservazione sismologica: le installazioni permanenti (o a lungo termine) e le misurazioni temporanee (campagne a breve o medio termine). Le stazioni permanenti sono spesso più complicate dal punto di vista logistico e si cerca di fornire prestazioni molto affidabili e un basso livello di rumore, utilizzando strumentazione di alta qualità. Le stazioni temporanee, invece, comportano di solito una costruzione meno complessa e possono essere installate, rimosse e riutilizzate più facilmente. Per questo motivo lo stile di ogni stazione differisce in modo significativo.
L’obiettivo principale delle stazioni permanenti consiste nel monitorare la sismicità, ossia l’attività sismica. Più a lungo misuriamo, più terremoti registriamo e con ciò possiamo migliorare la nostra comprensione del comportamento della Terra sotto di noi.
All’interno di una stazione sismica vengono utilizzati due tipi di sensori:
- I sismometri a banda larga sono in grado di rilevare anche le vibrazioni più lievi di terremoti vicini e di leggera entità di magnitudo inferiore a 1, nonché scosse su scala regionale e telesismiche (a grande distanza). A partire da eventi di magnitudo 5 è possibile rilevare anche terremoti che colpiscono l’altra estremità del mondo.
- Gli accelerometri (sismometri realizzati per misurare i movimenti più forti del suolo) sono costruiti per rilevare scosse di grande entità originate da forti terremoti piuttosto vicini.
Il Servizio Sismico Svizzero gestisce circa 70 stazioni a banda larga situate prettamente in luoghi isolati e tranquilli con lievi rumori di fondo. Mentre i suoi quasi 130 accelerometri si trovano soprattutto nelle zone urbane, per registrare le scosse derivate da forti terremoti nelle regioni dove il rischio è più elevato. Cliccate qui per saperne di più.
I luoghi in cui costruire le stazioni vengono esaminati e selezionati dal punto di vista scientifico. L’importante non è solamente collocare una stazione nei pressi del luogo in cui si dovrebbe verificare il terremoto, ma anche costruire una rete di stazioni che permetta di monitorare le regioni attive dal punto di vista sismico in tutte le direzioni. È possibile localizzare i terremoti in maniera precisa solo se quest’ultimi vengono rilevati da più stazioni collocate in direzioni diverse e a distanze differenti.
Osservate nel cortometraggio come il Servizio Sismico Svizzero hat installato una stazione sismica all'interno del Mont Terri nella primavera 2014:
Seguite, attraverso la galleria di immagini, la costruzione di una stazione sismica permanente sull'alpe Laucher nel Lötschertal:
Non appena si definisce la regione da monitorare, i collaboratori del Servizio Sismico Svizzero effettuano test di misurazione in luoghi diversi per trovare la località più tranquilla. Nei pressi di strade, paesi o linee ferroviarie di solito i rumori nell’ambiente circostante abbondano, per questo spesso i luoghi più indicati si trovano lontano della civilizzazione. Per poter rilevare anche i terremoti minori, le misurazioni devono essere «contaminate» il meno possibile dai rumori di fondo. L’immagine mostra il luogo in cui è stata allestita la stazione permanente a banda larga LAUCH prima dell’installazione. Quest’ultima si trova nei pressi della Lauchernalp nel Lötschental a oltre 2000 metri d’altezza. Il suo obiettivo primario consiste nel rilevare i terremoti nel Vallese, che tra l’altro è una delle zone sismiche più attive di tutta la Svizzera.
Per selezionare definitivamente un luogo in cui costruire una stazione, oltre alla questione dei rumori del territorio circostante, occorre porsi le seguenti domande: sarà semplice o meno ottenere l’autorizzazione? Il luogo è adatto alla costruzione della stazione e quanto costerebbe? È possibile collegare la stazione alla linea elettrica e ad altri mezzi di comunicazione senza che si verifichino interruzioni? I tecnici e i sismologi cercano di trovare insieme le risposte a queste domande per individuare il luogo ideale. L’immagine mostra la vista dalla stazione LAUCH in direzione sud-est fin giù verso il Lötschental. La vetta che salta all’occhio sulla destra è il Bietschorn (3934 metri).
A questo punto si costruisce la stazione, anche se in base al luogo in cui ci si trova (all’interno di un edificio abbandonato, in una buca scavata nel terreno di recente, in una grotta, in un bunker ecc.) le soluzioni da adottare sono differenti. Di solito occorrono delle fondamenta di cemento per garantire che il sismometro sia ben fissato nel sottosuolo. Successivamente vengono istallati i cavi per connettersi alla linea elettrica e ai mezzi di comunicazione. Alla fine il sismometro viene isolato (soprattutto dall’influsso di eventuali effetti termici) e protetto in maniera adeguata. La fase di costruzione può durare alcuni giorni, ma anche protrarsi per poche settimane in alcuni casi. La stazione LAUCH è situata un po’ al di fuori del villaggio. Il collegamento a Internet e alla linea elettrica può essere effettuato con un cavo piuttosto lungo e i costi dei trasporti sono contenuti, anche se le componenti più pesanti devono essere trasportate in elicottero dal villaggio.
La buca appena scavata arriva fino allo strato superiore della roccia. A questo punto vengono effettuati diversi buchi, all’interno dei quali vengono sistemate delle barre di ferro per garantire un miglior collegamento alle fondamenta.
Queste barre vengono utilizzate come una sorta di ancoraggio per stabilizzare le fondamenta e fissarle bene alla roccia.
La barra sullo sfondo serve a fissare l’antenna GPS e il parafulmine.
L’involucro di espanso blu lo isola termicamente.
Contemporaneamente nel centro dati del Servizio Sismico Svizzero sono iniziati i preparativi per collegare la stazione al sistema di monitoraggio sismico. Vengono testate la connessione a Internet nonché le funzioni di trasmissione e di salvataggio dei dati. A questo punto la stazione viene attivata, contribuendo così da questo momento a rilevare e a localizzare i terremoti.
Una volta che l’elicottero avrà compiuto il suo ultimo volo per sistemare un carico di ghiaia attorno al pozzo, la stazione, che domina la valle dall’alto, sarà ufficialmente pronta. I costi di una stazione permanente sono maggiori rispetto a quelli di una stazione temporanea, dal momento che tutto il materiale deve essere acquistato e poi installato in un luogo fisso. Inoltre la ricerca del luogo adatto in alcuni casi può protrarsi per diverso tempo. I costi di costruzione dipendono dai lavori necessari e dalle soluzioni che vengono adottate per effettuare i trasporti. In ogni caso i costi di mantenimento di una stazione ammontano ogni anno a circa il 10% dei suoi costi di installazione.
Le stazioni temporanee sono installate per un breve periodo di tempo, in genere da settimane a qualche anno. Le ragioni scientifiche che giustificano l'installazione di queste stazioni sono varie e includono lo studio di una specifica struttura terrestre, il monitoraggio delle scosse di assestamento di forti terremoti e l'analisi dettagliata di una particolare sequenza sismica o di altri eventi sismici (naturali o causati dall'uomo).
Proprio come per una stazione permanente, gli aspetti scientifici sono i più importanti per effettuare la ricerca del luogo in cui costruire la stazione. Anche se tuttavia è meno complicato trovare una postazione adeguata, a volte gli esperti sono subito in grado di individuare le località adatte. In altri casi invece, prima di prendere una decisione, si confrontano alcuni luoghi potenzialmente idonei. Solitamente anche per le stazioni temporanee occorre un’autorizzazione.
Questa galleria fotografica illustra la costruzione di una stazione sismica in Bhutan. Quest’ultima non è che una parte di una rete temporanea creata per esplorare le profonde strutture geologiche dell’Himalaya:
Quest’ultima non è che una parte di una rete temporanea creata per esplorare le profonde strutture geologiche dell’Himalaya.
La posizione dietro a una piccola collina nel bel mezzo di un boschetto di mele sembra davvero ideale.
Per l’allestimento di stazioni temporanee si consigliano case già esistenti (meglio se non abitate o scantinati), rifugi (già esistenti o costruiti autonomamente), pozzi (scavati con le proprie mani e rivestiti con un cilindro di plastica per isolarli) oppure qualsiasi altra soluzioni praticabile che possa essere realizzata con un po’ di fantasia.
Per le stazioni temporanee è importante che questo genere di costruzioni sia in grado di resistere almeno per il lasso di tempo in cui devono essere effettuate le misurazioni. Per questo l’allestimento di una stazione temporanea di solito richiede meno di un giorno. Oggi è possibile realizzare connessioni permanenti ai vari mezzi di comunicazione (sfruttando reti telefoniche, Internet o i satelliti), tuttavia in tante stazioni temporanee le informazioni vengono salvate solo in loco.
Una volta eretto il nuovo rifugio, arriveranno subito i vari strumenti, tra cui si annoverano un sismometro, un sistema per il rilevamento dei dati, una batteria (in quest’immagine non è ancora stata collegata) e un caricabatterie. Nell’immagine non si riescono a vedere, ma anche un’antenna GPS e un pannello solare sono diventati parte integrante della stazione.
Perciò si è provveduto a dotarlo di una batteria e di un pannello solare. Per risparmiare energia non è stato allestito nessun collegamento ai vari mezzi di comunicazione. A questo punto si è provveduto a chiudere il rifugio che da ora resterà «abbandonato» per i prossimi mesi. I costi di una stazione temporanea sono inferiori rispetto a quelli di una stazione permanente, dal momento che il materiale non viene assemblato in maniera permanente e che la ricerca del luogo idoneo è meno difficoltosa. Le spese per la trasmissione dei dati invece possono variare di molto, rivelandosi in alcuni casi superiori e in altri inferiori a quelle necessarie per far funzionare una stazione permanente. I costi per il trasporto e la manutenzione in loco di una stazione temporanea sono tuttavia superiori ai costi di mantenimento di una stazione permanente.
Una prima visita di controllo dopo tre mesi mostra che la stazione tiene bene e che ha continuato a rilevare dati senza interruzioni. Per proteggerla dagli animali è stata costruita anche una recinzione. Inoltre il team ha installato un secondo pannello solare in modo che la stazione disponga di energia elettrica sufficiente anche durante i mesi estivi: nella stagione dei monsoni il cielo è spesso coperto di nuvole.
In occasione della seconda visita, sei mesi dopo, la stazione era ancora intatta e continuavano a non esserci tracce di interruzioni per quanto concerne il rilevamento dei dati. L’unico cambiamento riguardava l’erba, che nei mesi estivi è cresciuta tutt’attorno.
In questo video potete vedere come vengono realizzate le fondamenta di cemento nella cantina di una casa:
Questo breve filmato mostra l’installazione di due pannelli solari che alla fine vengono collegati con gli strumenti all’interno dell’edificio:
