Clube

Além do sismómetro que mede as vibrações do solo, uma estação sísmica necessita de um digitalizador e do equipamento necessário ao processamento e transmissão de dados, em geral um computador com o software adequado, e ligação à internet.

Dado que o sismómetro é um aparelho muito sensível, deve estar o mais isolado possível dos elementos exteriores e, tanto quanto possível, ao abrigo de variações de temperatura e pressão. Uma  vez que as atividades que decorrem na escola provocam vibrações nas estruturas, que se propagam através do solo e são captadas pelo sismómetro, o "ruído" registado no sismómetro fornece uma imagem viva da dinâmica da escola, permitindo distinguir (alguns) períodos de aulas de intervalos e os períodos de atividade da escola das noites e fins-de-semana.

sismómetros

A estação sísmica tem atualmente em funcionamento dois sismómetros:

• Sismómetro omnidirecional. Pequeno sismómetro, que responde a vibrações no plano horizontal, independentemente da sua direção. Aparelho artesanal, construído no Clube de Geofísica, com base numa descrição encontrada aqui. Apesar de rudimental e da sua aparente fragilidade, tem-se mostrado muito sensível na deteção de sismos locais e regionais. Está em projeto a construção de uma nova unidade, mais robusta e com melhor apresentação visual.

Como sistema de aquisição de dados, usa o datalogger SeismicPi HAT (descontinuado ) comercializado pela Mindsets, UK, e o software jAmaSeis.

• Sismómetro AS-1. Sismómetro que responde a vibrações no plano vertical. O AS-1 é um aparelho de utilização comum por várias escolas, um pouco por todo o mundo, nos seus programas de sismologia. 

Está a ser usado com o sistema de aquisição de dados Seismometer Interface USB (descontinuado), comercializado pela Mindsets, UK, e o software jAmaSeis. Quer o sismómetro, quer o datalogger, foram gentilmente cedidos, a título de empréstimo, pelo Instituto Dom Luiz (IDL), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

Foi ainda construído um outro aparelho (sismómetro TC-1), que responde a vibrações no plano vertical. Na sua versão comercial, o TC-1 é, tal como o AS-1, um aparelho utilizado por várias escolas nos seus programas de sismologia.

Este sismómetro ainda não se encontra em funcionamento.

Alguns detalhes sobre o funcionamento dos sismómetro e sua construção.

digitalizadores

O digitalizador é o equipamento que converte o sinal analógico proveniente do sensor (sinal elétrico que traduz o movimento do solo) num sinal digital que é processado e armazenado em formato apropriado para posterior transmissão.

Digitalizadores  usados na estação sísmica:

• SeismicPi HAT. Datalogger comercializado pela Mindsets, UK. O SeismicPi HAT pode processar os dados de um único canal, de três canais diferentes (permite a ligação de até três sensores) ou, alternativamente, do acelerómetro integrado, enviando-os em tempo real para um computador via porta USB Virtual, ou diretamente para um Raspberry Pi, por meio do conector HAT, via protocolo UART. Assim, o SeismicPi HAT pode ser usado via USB ou montado num Raspberry Pi sem uma conexão USB.

É o digitalizador usado no sismómetro omnidirecional, em modo monocanal. Está ligado ao computador via porta USB, sendo alimentado através da mesma.

• Seismometer Interface (USB). Datalogger comercializado pela Mindsets, UK. É um dispositivo mais antigo, que se liga diretamente a uma porta USB. Quando ligado via USB, aparece como uma porta de comunicação virtual (necessário instalação do driver para Windows). A conexão do sinal de entrada é feita usando um bloco de terminais de pressão, sem parafusos.

É o digitalizador do Sismómetro AS-1. Está ligado ao computador via porta USB, sendo alimentado através da mesma.

computador e software

Adquirir ou construir um sismómetro?

A estruturação da atividade do Clube teve como ponto de partida a instalação de uma estação sísmica na escola sede do Agrupamento de Escolas Fernão do Pó, para deteção, registo, análise e divulgação de registos sísmicos. Para alcançar este objetivo, foi necessário tomar a primeira decisão: adquirir um modelo escolar de sismómetro, em kit ou já pronto a utilizar, ou construir um?

A compra é a opção mais imediata. Em geral, as escolas com estações sísmicas instaladas, usam modelos comerciais, adquiridos com orçamento próprio ou financiados ao abrigo de projetos em que se envolveram. Tanto quanto é do conhecimento do coordenador do Clube, todas as escolas envolvidas em programas de "sismologia na escola" em Portugal usam sismómetros comerciais adquiridos. 

Existem algumas ofertas comerciais de sismómetros escolares (produtos acabados ou kits para montagem), com diferentes preços, modos de funcionamento, níveis de sofisticação ou capacidades de deteção. No documento do IDL "Como participar na Rede Sísmica Escolar" são apresentados alguns destes sismómetros escolares (alguns descontinuados). Aqui apresentam-se também alguns exemplos:

• Raspberry Shake;

• EQ-1 Vertical School Seismometer;

• QM-4.5LV Seismometer for School, Office & Home;

• Vibrato;

• Slinky Seismometer Kit (sem datalogger);

• LEGO Seismometer Kit (sem datalogger);

Apesar da compra surgir como a opção mais imediata (havendo orçamento ou financiamento), não é a única, nem necessariamente a mais adequada.  Os sismómetros escolares podem custar várias centenas de euros, não são forçosamente mais sensíveis que um aparelho construído e poderão ser menos versáteis (maior dificuldade no ajuste dos seus parâmetros físicos de funcionamento). Sendo este um clube de "Geofísica", a compreensão e exploração da física associada ao funcionamento do sismómetro surge tão importante quanto o registo sísmico em si, consequência do processo geológico. Havendo adicionalmente alguma apetência pelo "faça você mesmo", a opção pela construção de um sismómetro acabou por surgir com naturalidade.

Existe imensa informação online sobre construção de sismómetros, com diferentes níveis de detalhe, mais ou menos técnica, e com maior ou menor credibilidade, que vai desde construções rudimentares até aparelhos extremamente sensíveis, capazes de detetar pequenos sismos locais e regionais ou grandes sismos globais. Muitas descrições referem-se à reprodução de modelos escolares comerciais, mas existem propostas de outros aparelhos diferentes dos modelos tradicionais. A título de exemplo, apresenta-se uma recolha de alguns tutoriais sobre a construção de alguns modelos de sismómetros:

• TC1 Seismometer;

• This Seismometer Is No Toy!;

• DIY Seismometer;

• Sismografo verticale a lungo periodo AS-1;

• How to Build an Inexpensive Seismometer;

• Build a Beautiful Seismometer to Detect Quakes and Explosions;

• Ken's Seismometer Project;

• Extremely Sensitive Cheap Homemade Seismometer;