Campi Flegrei, sviluppato giroscopio a fibra ottica per monitorare in tempo reale le rotazioni del suolo

Sono ore di paura nell’area dei Campi Flegrei interessata da una fase particolarmente marcata dello sciame sismico che sta terrorizzando la popolazione da mesi. Nella sera di lunedì la scossa più forte di magnitudo 4.4. Ma prima e dopo di allora centinaia di scosse di media e debole forza, compresa una di magnitudo 3.6 mercoledì alle 8:28. Comprensibilmente la popolazione chiede risposte e chiarificazioni a un mondo scientifico che sta cercando di fornirgliele, ma col grosso handicap dei limiti dello stato dell’arte delle conoscenze accademiche, che non permettono sempre di offrire certezze.

A fronte delle attività di valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici, portate avanti sia dalle autorità di emergenza che da enti scientifici come il centro PLINIVS del professor Giulio Zuccaro, ci sono le questioni che interessano direttamente la difficoltà di comprensione delle dinamiche vulcaniche e sismiche della regione. Un passo in avanti potrebbe venire da una nuova ricerca che ha portato alla realizzazione di un prototipo di giroscopio a fibra ottica per il monitoraggio in tempo reale e ad alta risoluzione delle rotazioni del suolo causate dai terremoti nell’area vulcanica dei Campi Flegrei.

“Quando si verifica un’attività sismica, la superficie terrestre subisce movimenti sia lineari che rotazionali”, ha affermato il leader del gruppo di ricerca Saverio Avino del Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto Nazionale di Ottica (CNR-INO) in Italia. “Sebbene le rotazioni siano generalmente molto piccole e solitamente non monitorate, la capacità di catturarle fornirebbe una comprensione più completa delle dinamiche interne della Terra e delle fonti sismiche”. Nella rivista “Applied Optics”, il team di studio ha riportato i dati preliminari forniti dal nuovo sistema che si basa su un giroscopio a fibra ottica lungo 2 km.

Il sensore ha funzionato bene registrando continuamente i dati per cinque mesi ed è stato in grado di rilevare il rumore e le rotazioni del terreno derivanti da terremoti locali di piccole e medie dimensioni. “La misurazione delle rotazioni del terreno aggiungerà un’altra tessera a questo complesso mosaico di sensori”, ha affermato Danilo Galuzzo, membro del gruppo di ricerca dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). “Queste informazioni aggiuntive aiuteranno anche a comprendere a fondo i segnali dei terremoti vulcanici, che sono cruciali per rilevare eventuali cambiamenti nella dinamica dei vulcani”.

I giroscopi sono dispositivi utilizzati per rilevare e misurare i cambiamenti nell’orientamento o nella velocità angolare, la velocità con cui un oggetto ruota. Ad esempio, negli smartphone semplici giroscopi rilevano e misurano l’orientamento e la rotazione del dispositivo. Per misurare la rotazione delle onde sismiche derivanti da un terremoto o da un’attività vulcanica, i ricercatori hanno sviluppato un giroscopio più complesso basato sull’effetto Sagnac. L’effetto Sagnac si verifica quando la luce che viaggia in direzioni opposte attorno ad un circuito chiuso presenta tempi di percorrenza diversi. Ciò porta a modelli di interferenza misurabili nella luce che dipendono dalla velocità di rotazione del circuito. Misurando l’interferenza della luce, la velocità angolare può essere rilevata con alta risoluzione. “Il prototipo del giroscopio può misurare solo una delle tre componenti direzionali del movimento di rotazione. Tuttavia, combinando tre degli stessi giroscopi, ciascuno orientato per catturare un diverso asse di rotazione, si potrebbe usare per catturare tutti e tre i componenti”, ha affermato Luigi Santamaria Amato dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Una volta che i ricercatori avranno migliorato la risoluzione e la stabilità del sistema ad asse singolo, progettano di creare un giroscopio a tre assi. Infine si vuole creare un osservatorio permanente sulla rotazione del suolo nell’area dei Campi Flegrei.

Lo studio

Gianmarco Pondrano Altavilla