Coerenza con il Completamento di programma

Il progetto proposto rappresenta un sistema integrato di monitoraggio ambientale dal punto di vista delle emissioni elettromagnetiche. Le problematiche principali che permetterà di esplorare sono le seguenti:

1. ai fini dello studio del rischio sismico permetterà di studiare i segnali elettromagnetici e il radon a volte emessi nelle fasi che precedono gli eventi sismici;
2. servirà a migliorare la conoscenza delle condizioni del patrimonio naturale ed ambientale dal punto di vista delle emissioni elettromagnetiche. In particolare permetterà di ottenere mappe dettagliate delle emissioni prodotte dalle attività umane;
3. darà un valido contributo agli studi sul clima; in quanto determinati fenomeni elettromagnetici sono correlati con i cambiamenti climatici globali e in particolare con la variazione della temperatura media planetaria.

Come risultato generale si avrà lo sviluppo di un sistema integrato di monitoraggio ambientale (sismico e dei rischi naturali) mediante sistemi innovativi di rivelazione, l'acquisizione di una banca dati coerente con la situazione reale, e studi avanzati in un campo non completamente esplorato.

Area geografica interessata e descrizione del contributo del progetto alla formazione di uno spazio economico adriatico integrato

L' idea del progetto, viste anche le tecnologie che si intendono applicare e sviluppare, è di creare un sistema di monitoraggio e controllo su una vasta zona della euroregione adriatica.

In particolare, in tutte le zone del Centro Italia in cui è presente una stazione del Servizio Sismico Nazionale, sarà istallata una stazione di misura dell'interferometro elettromagnetico che fornirà dati sulla situazione locale dal punto di vista elettromagnetico e sismico e globale relativamente alla ionosfera, magnetosfera ed effetti correlati (cambiamenti climatici globali). I partner dei paesi PAO sono molto esperti in modellistica dei campi geomagnetici per cui la loro collaborazione completa le attività di progetto permettendo anche un'estensione delle attività pilota nei loro territori, non appena i fondi CARDS o altri finanziamenti saranno disponibili.

Impatto trasfrontaliero adriatico complessivo

L'innovazione e la ricerca sono gli strumenti fondamentali per le attività di progetto e, come sottolineato dal PO, forniscono gli strumenti alle regioni più svantaggiate per adeguarsi agli standard europei, anche per quanto riguarda il rispetto dell'ambiente nelle direttive della CE. Tale adeguamento non deve ridursi ad una semplice copia di quanto accade nelle regioni europee ma deve stimolare, ricercare e sfruttare le potenzialità locali. Il progetto proposto intende utilizzare al meglio le competenze presenti nelle regioni PAO partner nel senso sopra descritto, fornendo loro gli strumenti (banca dati, tecnologie, ecc) per la loro evoluzione nel campo della protezione ambientale nel senso più vasto di contributo a migliorare la qualità della vita.

Descrizione della Attività AT1

L'ambiente in cui viviamo è permeato da radiazioni elettromagnetiche di origine naturale che per milioni di anni non hanno subito variazioni importanti. Tali radiazioni hanno origine all' interno delta Terra, nella cavità Terra-ionosfera e nella magnetosfera. Nel corso dell'ultimo secolo si è avuta una proliferazione di segnali elettromagnetici artificiali, la cui banda di frequenze si sovrappone a quella dei segnali naturali e il cui impatto sull'ecosistema non è ancora stato chiarito, pur essendo oggetto di indagine da diversi anni. Tra i cambiamenti ambientali che si stanno manifestando su scala globale, quelli di natura elettromagnetica rivestono un ruolo non secondario soprattutto per quanto riguarda i possibili effetti biologici a lungo termine. Numerosi lavori scientifici hanno confermato come campi elettromagnetici esplichino un' influenza bioenergetica sugli organismi della biosfera nella sua totalità, in quanto le funzioni biologiche si svolgono in stretta correlazione con i segnali elettrici e magnetici. Negli ultimi decenni e' andata sempre più aumentando la popolazione esposta stabilmente all'azione di campi elettromagnetici artificiali che, nelle aree intensamente urbanizzate e industrializzate, possono essere anche più intensi dei campi naturali. Le principali sorgenti artificiali, sono le linee ferroviarie, i sistemi metropolitani di trasporto su rotaie ( metro, tram, filobus), gli impianti di telecomunicazioni, i sistemi di distribuzione dell'energia elettrica ecc. Queste sorgenti, per la loro estensione spaziale, interessano vaste aree intensamente popolate. A questi si aggiungono tutti gli oggetti tecnologici di uso quotidiano i cui effetti sono limitati alle aree domestiche.

Descrizione della Attività AT2

Le ragioni che hanno portato alla scelta dell'intervallo di frequenze 0,001 Hz – 100 kHz, sono legate al carattere interdisciplinare del progetto. In particolare le considerazioni che sI possono fare sono le seguenti:

1. La caratterizzazione del rumore elettromagnetico di fondo è il presupposto indispensabile per poter promuovere indagini interdisciplinari sugli effetti biologici dei campi magnetici naturali e artificiali e sul ruolo che la radiazione naturale ha avuto nell' evoluzione biologica. Il ruolo del campo geomagnetico nella ontogenesi e nella patogenesi umana e' ancora controverso. Tutte le funzioni biodinamiche degli organismi viventi avvengono in presenza di campi elettromagnetici la cui frequenza corrisponde ai tempi di rilassamento delle strutture biologiche. Questi tempi vanno da qualche decina di secondi a qualche centinaio di microsecondi, il che corrisponde ad avere frequenze comprese tra 10.05 Hz e 3 kHz. Rientra tra le conoscenze consolidate il fatto che per frequenze maggiori di 100 kHz gli effetti sulle biostrutture sono prevalentemente termici mentre nella banda proposta gli effetti termici sono trascurabili e I'interferenza dei campi è di natura diversa. Inoltre in questa banda di frequenze il campo magnetico può attraversare tutte le strutture dell'organismo senza subire un'apprezzabile attenuazione. Lo studio di queste interazioni è di grande importanza scientifica.
2. Sono state osservate manifestazioni elettromagnetiche di origine interna alla terra associate a fenomeni geofisici come terremoti ed eruzioni vulcaniche. Misure effettuate in laboratorio hanno evidenziato che emissioni elettromagnetiche possono essere prodotte in campioni di roccia sottoposti a stress meccanici e termici. In tali condizioni è stato accertato che le rocce emettono segnali elettromagnetici in una banda molto ampia (0.001 Hz- 10 kHz) e che la massima energia venga emessa nell'intervallo 2 kHz - 4 kHz. Alcuni autori sostengono che nelle fasi precedenti un evento sismico segnali di questo genere possano essere prodotti anche nella zona epicentrale. A sostegno di questa ipotesi vi sono alcuni Il lavori sperimentali che riportano i risultati di osservazioni di segnali elettromagnetici emessi in concomitanza di attività vulcanica e sismica accompagnati da manifestazioni note come EQL (Earthquake Lights). AI momento non è stato ancora formulato un quadro interpretativo convincente dei meccanismi fisici di generazione di questi fenomeni.
3. Studi recenti hanno evidenziato una netta correlazione tra l'energia media dei modi di risonanza della cavità terra-ionosfera (detta risonanza Schumann) e la temperatura media planetaria. Le frequenze caratteristiche dei segnali di risonanza Schumann variano tra qualche Hz e qualche decina di Hz. l'analisi di tali fenomeni potrebbe essere importante nello studio dei cambiamenti climatici globali.
4. Il vento solare interagisce continuamente con la magnetosfera e la ionosfera terrestri. La risposta dinamica di questi due sistemi fisici produce onde magnetoidrodinamiche note come micropulsazioni del campo geomagnetico, la cui frequenza si estende approssimativamente da 0.001 Hz fino a 2 Hz. C'è poi una vastissima classe di fenomeni che coinvolgono la magnetosfera e la ionosfera e alla cui base ci sono fenomeni di risonanza onda-particella (1 Hz-30 kHz). Lo studio di questi processi è di grande interesse scientifico ed ha una sua importanza anche in connessione ai disturbi che simili eventi possono provocare nelle telecomunicazioni

Descrizione della Attività AT3

Per il monitoraggio continuo del fondo elettromagnetico nella banda 0.0001 Hz-100 kHz si propone lo sviluppo di una rete interferometria permanente in grado di copiare un'area di circa 90000 Km quadrati (300x300 Km). Questa tecnica costituisce un potente strumento di indagine per ottenere una mappa tridimensionale, su scala regionale, del rumore elettromagnetico di fondo (Tomografia Elettromagnetica Ambientale). Le mappe tomografiche oltre a riportare la distribuzione spaziale delle sorgenti, caratterizzano i segnali mediante una serie di parametri quali l'energia, la polarizzazione, la natura impulsiva e il contenuto spettrale. Di tutti questi parametri viene seguita l' evoluzione temporale, nel senso che la tomografia viene aggiornata ogni minuto. In questo modo ogni giorno vengono prodotte, in modo automatico, 1440 mappe elettromagnetiche del territorio. L'interferometro proposto è costituito da 7 stazioni di misura, in ognuna di queste sono presenti due magnetometri vettoriali a tre componenti (0.001 Hz- 25 Hz/10 Hz-100 kHz) e un elettrometro a due componenti (0.001 Hz-100 kHz). Le stazioni di misura sono inoltre equipaggiate con due convertitori AD (frequenza di campionamento 100 Hz e 333 khz) una scheda DSP (Digital Signal Processing), un orologio automatico al Cesio per la temporizzazione dei convertitori Ad e un sistema di trasmissione dei dati satellitari (IRIDIUM). Il sistema interferometrico differisce per due aspetti dagli altri sistemi analoghi impiegati in altri campi della fisica (radioastronomia, ottica ecc):

• l'analisi viene effettuata su entrambi i campi (elettrico e magnetico);
• il sistema opera prevalentemente nel “near field” (ossia su brevi distanze) a differenza degli interferometri convenzionali che operano rigorosamente nel “far field” (su grandi distanze).

L'orizzonte spaziale della tomografia elettromagnetica realizzabile con l'apparato interferometrico proposto è legato a diversi fattori, di cui il più importante è l'estensione della rete, che a sua volta è legata alla lunghezza d'onda dei segnali nella banda di interesse. Per coprire un'area d'indagine di 90000 Km quadrati è necessario che la rete giaccia su una superficie di 10000 KM quadrati. Si sottolinea il fatto che l'interferometria a larga banda è una tecnica innovativa in quanto al momento non esistono nel mondo reti di questo genere.

Descrizione della Attività AT4

Lo sviluppo del progetto avverrà presso la sede dell'Osservatorio Geomagnetico di L' Aquila.
L'attuazione del progetto si espleta in quattro fasi:

1) PROGETTO TECNOLOGICO

La fase progettuale riguarda soprattutto i magnetometri , gli elettrometri e i sistemi di acquisizione dei dati e di comunicazione satellitare. Questa prima fase richiede un anno di tempo e l'impiego di tre tecnici, un tecnologo e due ricercatori.

2) TRASFERIMENTO TECNOLOGICO ALL'INDUSRTIA

Questa fase comprende il brevetto (brevetto europeo) degli aspetti tecnologici originali e di interesse per l'industria, la compilazione dei progetti esecutivi e la produzione industriale degli strumenti. Per lo svolgimento di queste attività si prevede l'impegno di due tecnologi e un tecnico. Tempo stimato un anno.

3) INSTALLAZIONE DELLA RETE INTERFEROMETRICA

Le stazioni di misura della rete interferometrica verranno installate nei siti attualmente utilizzati dalla rete sismica dell' INGV, distribuiti nell'Italia centrale. La sovrapposizione consentirà di superare gran parte dei problemi legati alla logistica e alla disponibilità di energia elettrica. L'installazione delle 7 stazioni di misura e i test preliminari di collaudo verranno affidati a 3 tecnici, un tecnologo e un ricercatore. Queste operazioni richiedono sei mesi di lavoro.

4) GESTIONE DELLA RETE A REGIME

La gestione della rete interferometrica sarà a carico dell'Osservatorio di L'Aquila per tutta la durata dell'esperimento. La gestione tecnica della stazione di misura sarà affidata a tre tecnici e un tecnologo dipendenti di ruolo dell'Osservatorio Geofisico di L'Aquila. Il controllo sistematico del flusso dei dati delle sette stazioni di misura al laboratorio di L'Aquila, in cui verrà installata la stazione satellitare di ricezione, verrà affidata a due ricercatori e a un tecnico. Per l'elaborazione dei dati e l'organizzazione dell'archivio delle mappe tomografiche verranno impiegati due ricercatori. L'attività di interpretazione dei dati verrà svolta da tre ricercatori.

REALIZZAZIONE DI UN OSSERVATORIO GEOMAGNETICO DEL MOLISE.

È prevista, nell’ambito del Progetto INTERREG III A Transfrontaliero Adriatico, l’istituzione di un Osservatorio Geomagnetico in Molise, che avrà il compito di promuovere indagini sulle sorgenti elettromagnetiche interne alla Terra associate con eventi tettonici.
L’Osservatorio sarà gestito dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in piena collaborazione con le strutture tecniche dell’Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale del Molise (ARPA Molise) e avrà come obiettivo la creazione di una struttura permanente con la stesse finalità di quella dell’Osservatorio Geomagnetico dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) di L’Aquila, che dal 1957 conduce attività di rilevamento delle misure sistematiche del campo geomagnetico e che dal 1961 fa anche parte della rete mondiale degli Osservatori Geomagnetici.
È stato, a tal proposito, sottoscritto un accordo tra l’ Agenzia e l’INGV al fine di rendere operativa tale collaborazione tecnico-scientifica e sono stati effettuati dei sopralluoghi sul territorio regionale per individuare un’area dalle particolari caratterizzazioni sismiche e, pertanto, idonea all’installazione della suddetto Osservatorio.