Sismografo elettrico a carta affumicata scorrevole Cecchi - 1875


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





Lo strumento, ideato e descritto da Filippo Cecchi nel 1876, venne costruito allo scopo di disporre di un apparecchio capace di registrare simultaneamente i movimenti verticali, orizzontali ed obliqui; ed anche movimenti di tipo rotatorio e vorticoso.

La parte dello strumento per la registrazione delle componenti orizzontali era composta da due pendoli MP e MP' vincolati nel movimento rispettivamente nella componente N-S ed E-W. I pendoli erano formati da un telaio di ferro a forma di triangolo rettangolo il cui cateto più corto era situato in alto orizzontalmente a formare l'asse di sospensione del pendolo. Il vertice del triangolo, verso il basso, portava all'estremità una lente oscillante che costituiva la massa pendolare.





Il disegno illustra una rappresentazione schematica del sismografo elettrico.



Sotto la lente di ciascun pendolo vi era una terminazione costituita da una piccola elemento di ottone a forma di arco di cerchio ai cui estremi erano fissati i capi di un filo di seta che andava ad avvolgersi intorno ad una carrucola verticale posta al di sotto (p e p'). Queste pullegge portavano ciascuna, in basso, un braccetto sporgente allo scopo di amplificare il movimento del pendolo di circa 3 volte. I braccetti terminavano con una molletta acuminata che fungeva da pennino scrivente sulla carta affumicata. La lunghezza del pendolo era stata imposta in maniera tale da ottenere un periodo proprio di 1 secondo.

La carta affumicata era posta sulle facce di un parallelepipedo cavo a sezione quadrata CC' formato da una lamina metallica. Contro la faccia che si trova in direzione N-S poggia la punta del pendolo MP che oscilla nel piano N-S e contro la faccia in direzione E-W poggia la punta del pendolo MP' oscillante nel piano E-W.

Il parallelepipedo scorreva verticalmente lungo una guida interna di ferro G con sezione a stella a quattro raggi. Lo scorrimento di questo elemento avveniva per mezzo di due piccole rotelle fissate alla sommità e di due altre uguali fissate all'estremo inferiore. Il parallelepipedo metallico era sospeso, per mezzo di un piccolo telaio rettangolare di ferro (CDFH), ad una corda che, passando sopra ad una carrucola fissa L, andava a compiere alcuni giri intorno ad un tamburo A. La corda portava all'altra estremità un peso K che faceva muovere il meccanismo per gravità.

La parte dello strumento per la registrazione della componente verticale era costituita da un cilindro di ottone Q, appesantito con un riempimento di piombo, al cui centro passa un filo metallico che scorreva all'interno del cavo di quattro carrucole che lo vincolavano ad oscillare nella sola componente verticale. La massa cilindrica era collegata, nella parte superiore, ad un filo di seta legato in alto ad una molla a spirale S protetta all'interno di un tubo e fissata in alto. Sempre dall'estremità superiore del cilindro Q partiva un altro filo di seta che andava ad avvolgersi intorno ad una carrucola t e poi, ripiegando verso il basso, si collegava ad una molla che lo teneva in tensione. La carrucola t portava, sulla circonferenza, una punta acuminata che poggiava sulla terza faccia del parallelepipedo CC' sulla quale si trovava una terza striscia di carta affumicata.

Sulla quarta striscia di carta che si trovava fissata sull'ultima faccia di CC' venivano tracciati i sismogrammi relativi a terremoti che avessero dato movimenti di tipo vorticoso o rotatori. Il meccanismo era formato da un bilanciere Z alle cui estremità si trovavano due lenti di piombo. Questo elemento era imperniato, al centro, lungo un asse verticale ad un perno metallico fissato al muro mediante due sostegni di ferro. Il bilanciere poteva oscillare orizzontalmente con un periodo di 1 secondo regolato da due robuste molle poste in posizione verticale ai due lati opposti dell'asse di rotazione. Ad una delle due lenti di piombo era fissato un filo che andava ad avvolgersi, all'altra estremità, ad una carrucola orizzontale. I filo era tenuto in tensione da una piccola molla fissata al muro. Un meccanismo alternativo studiato da Cecchi prevedeva che il filo dopo aver compiuto alcuni giri intorno alla carrucola terminasse collegandosi ad un peso che lo teneva in tensione. Anche quest'ultima carrucola portava sulla circonferenza, lungo il prolungamento del raggio una molla acuminata per la scrittura sulla carta affumicata.

Il parallelepipedo CC' veniva posto in movimento, nella evenienza di una scossa sismica, ad una velocità di 40 centimetri al minuto. L'asse del tamburo A, sopra descritto, portava una ruota dentata che muoveva una vite perpetua il cui asse si prolungava verso l'alto fino a collegarsi ad un braccio sporgente. Il braccio sporgente era collegato ad un pendolo conico BB' il cui scopo era quello di regolare il movimento. Il pendolo era appeso ad una articolazione cardanica (I) e portava alle due estremità due masse B e B'. Il pendolo era tenuto fermo da un altro braccio h che sporgeva dall'asse della vite perpetua collegato all'ancora di una elettro-calamita. La ruota dentata sopra menzionata aveva in prossimità della metà del raggio una piccola fenditura dalla quale si affacciava (senza toccare la ruota) una piccola lamina n che andava a collegarsi al polo negativo di una pila. Sull'asse della ruota poggiava un'altra lamina collegata ad un capo del filo dell'elettro-calamita il cui altro capo era collegato con il polo positivo della pila.

Questo meccanismo, il cui scopo era quello di mettere in movimento il parallelepipedo CC', era azionato da un avvisatore costituito da un pendolo TU, collegato ad un capo dell'elettro-calamita, alla cui estremità inferiore si trovava un filo di platino che andava a prolungarsi, senza fare contatto, fino al menisco cavo di mercurio contenuto in una capsula V. Un secondo filo di platino posto in contatto con il mercurio all'interno di V era collegato al polo negativo della pila e da qui all'altro capo dell'elettro-calamita.

Il sismografo era inoltre dotato di un orologio a sveglia con le lancette fisse sulle ore XII trattenuto fermo dal meccanismo fino al momento dei primo movimento sismico. Lo scopo era quello di segnalare, in assenza di un osservatore, il tempo trascorso dal momento della prima scossa sismica.

Nel caso di una scossa sismica il pendolo TU oscillava mettendo in contatto il filo di platino con il mercurio contenuto nella capsula V facendo chiudere il circuito elettrico. L'ancora attratta dall'elettro-calamita lasciava libero il tamburo A e quindi il meccanismo di discesa del parallelepipedo CC'. Nello stesso momento l'orologio si metteva in funzione e la suoneria segnalava la chiusura del circuito elettrico e quindi il sopraggiungere di un'onda sismica. Ad evitare successive chiusure e riaperture del circuito elettrico interveniva la piccola lamina n che manteneva chiuso il circuito per un giro completo del tamburo A che avveniva in 30 secondi.

Bibliografia

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(Last update on: 26/04/00)