14/02/2023
Calibrazione dei sensori in una miniera di sale
Un gruppo di scienziati del team del BedrettoLab ha recentemente condotto degli esperimenti nella miniera di sale di Merkers, in Germania, con l'obiettivo di calibrare una serie di sensori sismici. La calibrazione di questi sensori è essenziale per dedurre misure fisiche quantitative dalla registrazione dei movimenti del suolo originati dall’attività sismica presso il BedrettoLab. I sensori saranno poi installati nei fori di trivellazione del progetto FEAR, che ha come obiettivo la misurazione di terremoti di bassa magnitudo, la cosiddetta "pico-sismicità", di magnitudo compresa tra Mw -6 e -2. La particolarità di questi terremoti di piccola magnitudo è che solitamente non sono percepiti dall’uomo e irradiano energia ad alta frequenza (cioè 1 - 100 kHz), una banda di frequenza che è stata oggetto dei recenti esperimenti. I risultati ottenuti ci permettono di calibrare i sensori installati e di quantificare fisicamente i terremoti pico-sismici.
La miniera di sale ha offerto un ambiente ideale per la calibrazione di questi sensori, poiché la roccia salina ha una struttura semplice e omogenea e una bassa attenuazione. In generale, la calibrazione dei sensori richiede un ambiente ideale, ovvero che le misure di specifici valori fisici vengano eseguite senza interferenze. Nel granito, come quello del BedrettoLab, la velocità delle onde che viaggiano attraverso il volume della roccia è perturbata a causa di fratture e faglie che rendono la calibrazione molto difficile.
Per gli esperimenti di calibrazione sono stati installati diversi sensori attorno a un pilastro di sale di circa 40 m per 40 m. Per innescare le onde sismiche nel pilastro sono state impiegate diverse sorgenti artificiali, in particolare un pendolo a sfera d'acciaio. Le onde sismiche registrate da un sensore sono state poi confrontate con un sensore laser di riferimento e con i modelli che prevedono il campo di onde sismiche, portando infine alla calibrazione.
L'esperimento (SaMiEx) ha beneficiato di diversi partner, in particolare la Società per la ricerca sui materiali e la geofisica (Gesellschaft für Materialprüfung und Geophysik, GMuG) e il Centro di ricerca tedesco per le geoscienze (GFZ), ma anche l'Istituto di sismologia mineraria (IMS), Kistler Instruments AG e Elsys Instruments AG. 14 febbraio 2023