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Arduino utilizzato per predire terremoti

sensori campo magnetico con arduino

Le sfide della scienza in materia di terremoti, sono quelle di riuscire a predirli e trovare tutti gli accorgimenti per limitarne il più possibile i danni. In questo articolo vedremo come anche Arduino può dare un contributo alla predizione dei terremoti.

Il fenomeno naturale che più terrorizza l'uomo è senz'altro il terremoto; ciò è sicuramente dovuto alla memoria di catastrofi generate in passato da questi movimenti terrestri, ma quello che ancor più terrorizza l'uomo è il fatto di non poter far nulla al cospetto di tali fenomeni. Le sfide della scienza in materia di terremoti, sono quelle di riuscire a predirli e trovare tutti gli accorgimenti per limitarne il più possibile i danni. Nonostante vi siano modelli statistici che diano indicazioni di massima circa la possibilità che si verifichi un evento sismico, ad oggi non è ancora possibile prevedere con certezza matematica quando e dove si verificherà un terremoto. Questa incertezza nella predizione, è dovuta al fatto che i sismi sono fenomeni complessi, e le variabili che ne contribuiscono sono molte, tante delle quali ancora sconosciute.

arduino e i terremoti

Mentre mi documentavo sull'argomento in giro per il web, mi sono imbattuto in questo interessante progetto. Si tratta di un dispositivo in grado di monitorare i campi elettromagnetici dando segnale di allarme in caso di anomalie. Perchè monitorare proprio i campi magnetici? In realtà tutto nasce dalla convizione dell'autore che gli animali possano "sentire" il campo magnetico, e considerando che in passato si sono verificati casi di comportamenti anomali di animali in prossimità di terremoti, la conclusione a cui si giunge è che monitorando i campi magnetici si possano prevedere i terremoti. In realtà la comunità scientifica è pittosto scettica riguardo il presunto legame tra terremoti e valori di campo magnetico, a tal proposito vi è comunque una teoria formalizzata qualche anno fa in grecia da alcuni studiosi, essa è conosciuta come metodo VAN. Seppur con forti e personali dubbi circa la fondatezza di questa teoria, ho comunque trovato tecnicamente interessante il progetto in questione. Vediamo allora di cosa si tratta: come sensori di campo vengono utilizzati degli UGN3503; essi sono in grado di rilevare piccolissime variazioni della densità di flusso magnetico, si tratta di un sensore molto interessante in quanto può essere utilizzato in moltissime applicazioni; può infatti essere utilizzato come sensore di movimento (se immerso in campo magnetico) e può misurare indirettamente correnti senza contatto fisico con il circuito in cui si vuol effettuare la misura.

Questi dispositivi sfruttano l'effetto Hall, pertanto in presenza di un campo magnetico perpendicolare alla corrente che attraversa il sensore, si ha sui pin di uscita del sensore, una differenza di potenziale proporzionale a tale campo magnetico. I suddetti sensori vengono disposti in circolo in maniera tale da "raccogliere" il campo nelle diverse direzioni; lo scopo è quello di fornire degli indicatori di campo ad Arduino il quale potrà quindi elaborare il tutto. Affinchè la differenza di potenziale presente sui pin del sensore possa essere correttamente letta da arduino, è necessario un circuito in grado di amplificarla.Per questo scopo utilizzeremo degli integrati LF353, i quali altro non sono che amplificatori operazionali.

 

Ogni integrato contiene al suo interno due amplificatori operazionali; mentre la rete di retroazione vede sul ramo diretto una resistenza di 1K, mentre sul rampo di retroazione una resistenza di 100K, per come è stata dimensionata tale rete, quindi, si ha un Gain pari a 100, ciò è sufficiente per fornire ad Arduino un valore di tensione compatibile con quello leggibile dai pin di ingresso.Inoltre il pin "+" degli operazionali viene portato a 2.5V al fine di aumentare la sensibilità dell'amplificatore.

Le uscite degli OA vengono quindi connesse agli ingressi analogici di Arduino il quale si occupera di leggere tali valori e passarli ad un software utile all'elaborazione.

Lo sketch è molto semplice: viene inizializzata la connessione seriale a 9600 bit/s e viene in seguito effettuato il loop di lettura dei valori da ogni singolo pin, i valori di tensione (o dei livelli da 0 a 255) dei singoli pin, vengono poi inviati alla porta COM.

void setup() {
Serial.begin(9600);
}

void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0);
int sensorValue1 = analogRead(A1);
int sensorValue2 = analogRead(A2);
int sensorValue3 = analogRead(A3);
int sensorValue4 = analogRead(A4);
int sensorValue5 = analogRead(A5);
Serial.print(sensorValue, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue1, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue2, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue3, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.print(sensorValue4, DEC);
Serial.print("\t");
Serial.println(sensorValue5, DEC);
delay (100);
}

Di certo il sistema illustrato non sarà sufficiente da solo a prevedere il verificarsi di un terremoto, tuttavia rappresenta un valido sistema per la raccolta di dati; correlando questi dati con quelli provenienti da rilevatori di altre grandezze, di certo si migliorerà la probabilità di stimare il verificarsi di un sisma. Approfondimenti sul tema li trovate qui: Arduino ed i terremoti

Arduino è disponibile da Farnell

 

 

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ritratto di Emanuele

Predire i terremoti

Effettivamente lo trovo un progetto abbastanza semplicistico, sia sotto il profilo tecnico che quello della reale efficacia, cioè predire i terremoti.

L'ideatore ci crede fermamente ed è convinto che monitorare il campo magnetico, come da lui indicato, possa avvertirci in caso di terremoti imminenti.

Sicuramente però è una teoria da approfondire e, come in molte situazioni, bisognerebbe avere un grafico temporale (diciamo almeno di 10 anni) per analizzarne la reale efficacia, o meglio, la percentuale di errore.

A questo punto, incrociando i dati con altri sistemi di previsione, piu o meno validi, riuscire a diminuire l'errore ed arrivare a previsioni su periodi piu lunghi.

Poi però ci sarebbero problematiche di ordine pubblico. Ad esempio come si fa ad avvertire una città come l'Aquila di un imminente terremoto, evitando che il panico crei comunque danni? (o meglio siamo, come protezione civile, in grado di gestire poi l'allarme? sulle navi ci sono simulazioni di allarme, anche quando si va in corciera..... ma nelle città???)

ritratto di linus

Zone di raccolta in caso di terremoto

Zone di raccolta in alcune città, fra cui anche la mia che risulta ad elevato rischio sismico, dove ogni anno nelle maggiori strutture comunali, ospedaliere e scolastiche vengono effettuate delle simulazioni di evacuazione soprattutto in caso di terremoto, ogni anno vengono impartite e ripetute le norme di comportamento in caso di terremoto. Le simulazioni vengono effettuate con ausilio della protezione civile e la croce rossa, credo che la via di controllo satellitare dovrebbe essere più efficace rispetto a quelle sinora adottate, probabilmente è necessario un maggior coordinamento tra vulcanologi, sismologi e protezione civile.

ritratto di mdipaolo

terremoto

Il terremoto è stato un evento sempre difficile da prevedere e tutte le teorie dimostrano che è impossibile prevederlo. Ci sono studi condotti presso i Laboratori Nazionali del gran sasso e in giro per il mondo per cercare di capire come poter avere una possibile stima dell'evento.
Il progetto dovrebbe prevedere un data acquisition in modo da poter analizzare una certa mole di dati e fare una stima dell'evento.

ritratto di nuzzolo

"Il terremoto è stato un

"Il terremoto è stato un evento sempre difficile da prevedere e tutte le teorie dimostrano che è impossibile prevederlo."

Scusa, passerò per pignolo, ma scorgo una contraddizione in questa frase.
Se è impossibile da prevedere, non è "difficile da prevedere", semplicemente non si può.
Il fatto che con le conoscenze che abbiamo oggi, non siamo ancora in grado di prevedere un terremoto, non vuol dire che ciò sia impossibile (e con impossibile, intendo che non sia possibile ora, come in futuro). Trovo davvero fuorviante usare con disinvoltura il termine "impossibile" (e mi riferisco a quanto disse la protezione civile in merito al terremoto a L'Aquila, terremoto che fu "preannunciato" da quel Prof. Giuliani che aveva una nuova teoria......teoria che piuttosto che essere messa alla prova e studiata (per dimostrarne la validità scientifica), è stata subito affossata con "è impossibile prevedere i terremoti").

A mio giudizio, (ma anche Wittgenstein l'avrebbe pensato così), dire che qualche cosa è impossibile è "pisciare molto in lungo (oltre quello che ci si potrebbe permettere).

Spero che questo commento non ti offenda, non era mia intenzione.....

ritratto di Ionela

Nel 2015 saranno lanciati due

Nel 2015 saranno lanciati due moduli orbitanti che prediranno i terremoti. Almeno così sostiene il progetto anglo-russo "TwinSat". I due satelliti dovranno captare i segnali elettromagnetici che annunciano i sismi.

ritratto di Anonimo8

a quando progetti che tramite

a quando progetti che tramite l'arduino consentano di predire il futuro, viaggiare nel tempo, dimagrire telepaticamente? un poco di serieta', si resti con i piedi per terra...

ritratto di Emanuele

Arduino è serissimo!

Arduino è serissimo! E con esso lo sono i milioni di utilizzatori!!

Semmai è l'interpretazione che si da al progetto ad essere spesso fraintesa. Si parla di hobby-elettronica con interessanti spunti anche per i professionisti.

Il mio punto di vista a riguardo l'ho già espresso qui
http://it.emcelettronica.com/arduino-ha-vinto-cerchiamo-di-non-perdere-noi-ora

ritratto di Bazinga

Viaggiare nel futuro con Arduino?

Viaggiare nel futuro con Arduino?
Certo ma attenzione a non perdervi nei buchi cosmici
Predire il futuro con Arduino?
Si certo, investite tutti i vostri averi sui numeri del lotto...di Arduino
Dimagrire telepaticamente con Arduino?
Se fosse mai possibile preparatevi a infarti telepatici

ritratto di gpnet

penso che nessun utilizzatore

penso che nessun utilizzatore di Arduino abbia mai pensato di sviluppare i progetti di cui parli, però se ti va potremmo provarci :) la fantasia a volte rappresenta il primo passo di un progetto di successo. A parte ogni battuta, quando si parla di Arduino non dimentichiamoci che esso è frutto di una comunità seria

ritratto di jumpjack

Anche secondo Dimitar

Anche secondo Dimitar Ouzounov la correlazione tra campi elettromagnetici e terremoti esiste, l'avrebbe rilevata anche nel terremoto giapponese. Il problema è che deve ancora riuscire a realizzare un modello matematico che spieghi la correlazione, perche' non è esattamente lineare: INTORNO alla zona del terremoto si rilevano forti variazioni di C.E.M. prima di un forte terremoto, ma "intorno" nel raggio di 100 km!!
A loro volta le anomalie E.M. causerebbero anomalie termiche, che per il giappone furono queste:
http://technews.it/fKOCb
Ben lontane dall'epicentro, ma ben evidenti.

ritratto di Renato Romero

L'autore ha probabilmente

L'autore ha probabilmente dimestichezza con Arduino ma non altrettanto con i sensori di campo. Lo studio sui precursori sismici viene eseguito con sensori in grado di ricevere il fondo naturale, e di rilevarne quindi eventuali anomale variazioni. Dal data sheet del UGN3503 si ricava che la sensibilità di quel dispositivo è di qualche decina di µT, cioè 10 milioni di volte meno sensibile di quanto serve per quel tipo di studio (il fondo naturale a 10 Hz è di 0.5 pT, 140 dB più in basso). Anche la configurazione a cerchio non serve nulla: bastano tre sensori posti in modo ortogonale.

Renato Romero
www.vlf.it

 

 

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