Ascoltatore endogeno o microfono a pendolo Mugna - 1879

* La bibliografia non intende essere esaustiva, ma contiene tutti i riferimenti bibliografici associati a questo strumento nella banca dati di TROMOS.

Presentando, nel 1894, i risultati delle esperienze condotte presso l'Osservatorio Geodinamico di Rocca di Papa con i microfoni sismici, Adolfo Cancani esprimeva alcune perplessità sulla realtà della relazione individuata da alcuni sismologi fra i rumori che si ascoltano coi microfoni e le varie manifestazioni dell'attività interna della terra (Cancani A., 140487).

In particolare, Cancani poneva in rilievo l'estrema difficoltà di isolare gli strumenti ascoltatori dalle influenze esterne non desiderate e la necessità di auscultazioni regolari nel tempo. Le perplessità venivano alla luce dopo circa tre lustri caratterizzati da una grande attenzione per i rumori sotterranei; Giovanni Mugna, si occupò di queste esperienze a partire dal primo gennaio 1879, muovendo il suo interesse dalla constatazione che "cogli ordinari sismoscopi, sismografi e sismometrografi, noi non veniamo a conoscere che una fase, la più intensa, di quel fenomeno che si svolge sotto ai nostri piedi. Lo studio di questo fenomeno dal momento del suo principiare, fino all'istante in cui cessa, è certamente uno studio della massima importanza... E' quindi manifesta la somma utilità di possedere un congegno, che valga a constatare l'andamento del fenomeno sismico dal suo nascere fino al suo cessare.... Si appalesava come non più eludibile la necessità di mettere a punto una strumentazione di tipo nuovo, orientata verso l'indagine sulla genesi dei fenomeni sismici che, ormai concepiti come eventi non subitanei dischiudevano, in virtù di questa loro caratteristica, la possibilità se non della previsione esatta almeno del fondato allarme. Qualunque possa essere la causa reale di un terremoto, le più comuni cognizioni sulle forze fisiche e sul loro modo di svolgersi, ci fanno credere che un turbamento di così grande importanza nell'equilibrio della crosta terrestre non possa effettuarsi di un tratto, istantaneamente, ma per gradi, nel modo stesso in cui agisce la natura in tutte le sue manifestazioni" (Mugna G., 140091).

La ricerca, intraprendendo il percorso indicato da Mugna, avrebbe richiesto notevoli doti di attenzione e pazienza in chi osservava, giacché era manifesto come, per azione delle molteplici forze della natura, la crosta del nostro pianeta provi dei movimenti, sia pure minimi e da non confondersi punto coi movimenti sismici, almeno per il loro modo di manifestarsi (Mugna G., 140091).

Si imponeva una attenzione costante verso tutti i fenomeni endogeni e , laddove mancavano le condizioni per l'osservazione di fenomeni quali le alterazioni di livello nelle acque dei pozzi, era necessario provvedere con altri strumenti d'indagine.

Giovanni Mugna progettò e realizzò, come risposta strumentale alle problematiche sollevate, l'ascoltatore endogeno; l'apparecchio sollevò notevole interesse in tutta la comunità scientifica ed ottenne significativi riconoscimenti, tra i quali la medaglia speciale alla Esposizione Internazionale di Elettricità svoltasi a Parigi nel 1881 e la medaglia di bronzo all'Esposizione Generale italiana organizzata a Torino nel 1884 (Mugna G., 140425; La Società Meteorologica..., 140176).

Esperienze con strumenti simili furono condotte da Michele Stefano de Rossi in Rocca di Papa già a partire dal 1878 (de Rossi M.S., 140084) e riprese a Pavia da Giovanni Cantoni, che individuò nel microfono sismico messo a punto dal de Rossi, uno strumento in grado di sostituire i precedenti sismografi e sismometri nelle indagini di meteorologia endogena (Cantoni G., 140049).

Lo strumento del Mugna era costituito da un microfono a pendolo collocato nel fondo di un pozzo costrutto solidamente in muratura a cemento, a cinque metri sotto il livello ordinario del suolo, o in apposite grotte. Il pendolo verticale, sospeso alla volta del sotterraneo, era costituito da un sottile filo di argentana alla cui estremità inferiore era appeso un cono d'ottone del peso di 250 grammi. L'intero apparato era fissato ad un travicello di caucciù indurito attraversato da una vite in ottone che ne consentiva la regolazione. L'estremità inferiore della massa pendolare andava a sfiorare le pareti di una concavità ricavata in un prisma di carbone coke, collocato sul fondo del pozzo a tre metri di distanza dal punto di sospensione del pendolo (Mugna G., 140091). Successivamente (1889) la complessione e l'entità della massa pendolare furono variate dal Mugna: il sottile filo (f), sospeso alla volta del sotterraneo mediante un sistema di vite e madrevite (nella illustrazione contraddistinto dalla lettera a), fissato ad una traversa (M N) sostenuta da due robuste staffe di ferro (p q), venne a sostenere un cilindro di lamiera di ottone chiuso inferiormente da un cono della stessa lega (o), entrambi furono riempiti di piombo portando la massa pendolare a 400-500 grammi. L'evoluzione del sistema di sospensione fu consigliata dalla necessità di calibrare esattamente la distanza intercorrente tra la punta della massa pendolare e le pareti della concavità (c), infatti mutando il filo f di lunghezza per i cambiamenti di temperatura, ed essendo necessario che il cono di ottone tocchi il carbone senza riposarvi sopra, l'immersione ed il contatto del cono vanno verificati quotidianamente (Mugna G., 140425). L'estremità del cono di ottone penetrava per circa due millimetri nella svasatura praticata nel carbone, quest'ultima era caratterizzata da proporzioni analoghe a quelle della parte terminale della massa del pendolo. Agli aggiustamenti laterali si provvedeva mediante due viti di rettifica (indicate con le lettere c b nella figura 2) poste tra il telaio di sospensione e la stessa madrevite. Agendo su tali meccanismi si regolava la sensibilità dello strumento, che nella sua prima versione non dotata di apparati registratori, prevedeva l'interconnessione tra la unica vite di regolazione posta sulla staffa di caucciù e un conduttore metallico, che sale nelle stanze dell'osservatorio, va ad una pila Leclanchè, da questa ad un telefono Bell, e dopo attraversata la spirale del medesimo va ad essere saldato in un tubo di piombo della condotta di gas illuminante. In tal modo il circuito elettrico è chiuso, e vi sarà maggiore o minore resistenza a seconda del maggiore o minore contatto della punta di ottone col carbone (Mugna G., 140091). La benché minima deviazione dalla verticale del pendolo alterava la conducibilità nel circuito elettrico provocando un ronzio che si avverte col telefono, dalla sua intensità può farci argomentare della intensità del movimento sismico; talvolta si sente un colpo secco, tal'altra una serie di urti che producendo delle rapide e successive variazioni nel momento magnetico della sbarra telefonica, danno luogo al ronzio (Mugna G., 140091).

Nel corso delle esperienze avviate presso l'Osservatorio Meteorologico di Forlì con l'ascoltatore endogeno, Mugna stabilì una sorta di relazione tra i suoni ascoltati e la natura delle scosse: colpi secchi e ronzii, ai primi corrispondono i sussulti, ai secondi le ondazioni (Mugna G., 140091). Ben presente al Mugna era la necessità di effettuare le auscultazioni adottando una serie di precauzioni per non confondere suoni accidentali con quelli prodotti da movimenti endogeni; si imponeva perciò la necessità di condurre le esperienze in luoghi isolati, nel corso della notte o delle prime ore del giorno, evitando di toccare con la mano i cavi elettrici ed il telefono. Basandosi sull'esame delle auscultazioni svolte nel 1879, Mugna individuò due elementi ricorrenti: a) si avvertono dei movimenti nel suolo ad intervalli regolari nel tempo; b) allorché una onda sismica si manifesta durante alcune ore prima e per alcune ore dopo, l'ascoltatore endogeno fa avvertire, mediante il telefono, dei movimenti che si succedono con una continuità abbastanza regolare e vicini tra loro (Mugna G., 140091). I limiti dei risultati raggiunti, ai fini della previsione del manifestarsi dei terremoti, potevano essere superati, a detta dello stesso Mugna, se lo strumento fosse stato diffuso in parecchie stazioni abbastanza lontane l'una dall'altra, e tali da comprendere una vasta regione; in tal caso soltanto, confrontando tra loro le diverse ascoltazioni, si potrà giungere un giorno non solo a predire con grande probabilità l'avvenimento di una scossa sismica, ma eziandio si potrà determinare il luogo dove manifesterà la sua massima energia (Mugna G., 140091).

L'ascoltatore endogeno venne installato in alcuni importanti osservatori italiani: già nel 1883 la sua presenza era segnalata nell'inventario dell'Osservatorio dell'Università di Perugia, dove era stato collocato in un apposito sotterraneo (Lettera del Prefetto..., 141633). Nel 1886 Orazio Silvestri, direttore dell'Osservatorio geodinamico centrale di Catania, con sede presso l'Istituto vulcanologico dell'Università, annotava nell'inventario della strumentazione scientifica in carico quattro ascoltatori endogeni sistema Mugna, acquistati il primo dicembre 1882 (Ministero di Agricoltura..., 141671). In seguito gli strumenti trasferiti nel sotterraneo dell'ex convento dei Benedettini della città etnea, dove, a partire dal 1891, fecero parte dell'arredo scientifico del R. Osservatorio Geodinamico (Notizie storiche..., 140356).

Bibliografia

home

(Last update on: 26/04/00)