Development of a low-cost seismic station based on MEMS technology

The impact of a strong earthqauke onto an urban community can be reduced taking timely actions managed by the authority in charge for the civil protection. In this view, it is of fundamental importance that the authority in charge for the seismic surveillance is provided with the appropriate monitoring tools able to give the most useful information for the best emergency management in the immediate post-event. Today this goal can be reached realizing urban-scale, real-time seismic monitoring networks (Osservatori Sismici Urbani, OSU, in Italian). The real-time OSU networks are able to promptly provide information to the emergency authority about the ground shaking at each node after an earthquake. Maps showing the spatial distribution of the ground shaking could help in the optimization of the priorities and a good management of the rescue resources in order to reduce the number of victims. Also the assessment of the damage of the buildings could be carried out according to the logic of priority given by the shakings measured by the OSU. The realisation of OSUs is the main objective of the MEMS project. This project is funded by the MIUR under the SIR program (Scientific Independence of young Researchers). The first challenge of the MEMS project was the design and the development of a devoted accelerometric stations. This work illustrates in detail the accelerometric station based on MEMS technology (Micro Electro-Mechanical Systems). The final product is a low-cost accelerometric station with high performance and great versatility.

L’impatto di un forte terremoto su una comunità urbana può essere ridotto con una azione tempestiva e ben pianificata da parte degli organi di Protezione Civile preposti. In tale prospettiva è di fondamentale importanza che gli organi preposti alla sorveglianza sismica del territorio nazionale si dotino di strumenti di osservazione puntuale in grado di fornire nell’immediato terremoto informazioni utilissime per la gestione ottimale delle emergenze. Ciò può essere fatto oggi mediante la realizzazione reti sismiche urbane, con funzionamento in tempo reale (OSU Osservatori Sismici Urbani), in grado di fornire in maniera tempestiva ai centri per la gestione delle emergenze, la distribuzione dell'intensità dello scuotimento a seguito di un terremoto. Le mappe di scuotimento potrebbero consentire agli organi preposti, un’ottimale gestione delle priorità e la ripartizione delle risorse in modo da ottenere una significativa riduzione del numero di vittime a seguito di un forte terremoto. Le verifiche del grado di danneggiamento e di agibilità degli edifici potrebbero così essere effettuate secondo una logica prioritaria sulla base dei massimi scuotimenti misurati dalla rete sismica urbana. La realizzazione di OSU per le finalità su preposte è l’obiettivo principale del progetto MEMS finanziato dal MIUR nell’ambito del programma SIR (Scientific Independence of young Researchers). La prima sfida affrontata nell’ambito del progetto MEMS è stata la progettazione e sviluppo di una stazione accelerometrica idonea agli scopi del progetto. Il presente lavoro ha lo scopo di descrivere nel dettaglio, la stazione accelerometrica basata su tecnologia MEMS (Micro ElectroMechanical Systems), implementata nell’abito dell’omonimo progetto. Ciò che stato realizzato è una stazione accelerometrica dalle ottime performance, estremamente versatile e a bassissimo costo.