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Prodotti hardware per monitoraggio sismico e early warning MOMA (MOnitoring seisMic stAtion) MOMA è una stazione sismica completamente progettata e realizzata dal gruppo di Sismologia e risponde alle sempre più avanzate ed esigenti richieste da parte degli utilizzatori relative alla qualità dei dati acquisiti, semplicità di installazione e di gestione. MOMA in un unico strumento racchiude sia un velocimetro che un accelerometro, entrambi tre componenti, con una risultante ampia dinamica in ampiezza dei segnali acquisiti, consentendo così con un unico componente di registrare sia terremoti di bassissima magnitudo (microterremoti) che eventi di energia significativa. Questa caratteristica la rende uno strumento ideale per il monitoraggio della sismicità indotta da attività di estrazione di fluidi (olio, gas) o dei siti di stoccaggio di gas. MOMA si integra perfettamente con il software INERTIA, nella configurazione “antenna sismica”, che prevede l’installazione di più stazioni inter-comunicanti. EGO (Early warninG nOde) EGO è la stazione sismica progettata per l’early warning. Il nucleo hardware, ossia digitalizzatore più sensori accelerometrico e velocimetrico, è lo stesso della stazione MOMA. Tuttavia, rispetto a quest’ultima, EGO è fornita di una componente hardware aggiuntiva per la gestione della stazione, la comunicazione dei dati ed il calcolo in tempo reale dei parametri early-warning. In particolare, EGO può supportare entrambi i codici di calcolo early warning PRESToPlus e TBSITE, potendo quindi operare sia in modalità on-site (stazione singola o più stazioni nell’intorno di un sito da proteggere), oppure in modalità regionale. Il mercato degli utilizzatori è possibile dividerlo in base alle aree di applicazione: Monitoraggio sismico Petrolifero, geotermia, stoccaggio gas Il monitoraggio sismico di aree di estrazione di gas, petrolio o fluidi geotermali, fornisce informazioni cruciali, non ottenibili con altre metodologie, sul reservoir e sulle modalità di sfruttamento delle risorse. Infatti, lo studio della microsismicità può essere usata per monitorare l’evoluzione e le caratteristiche dello stato di fratturazione del serbatoio produttivo. Il monitoraggio sismico è utilizzato, pertanto, per ottimizzare la produzione, ridurre i rischi associati, aumentare la sicurezza e ridurre i costi in aree di estrazione. Recentemente il Ministero dello Sviluppo Economico ha fornito le prescrizioni per la realizzazione di un sistema di monitoraggio efficace da realizzarsi in tutte le aree di estrazione o reiniezione di fluidi nel territorio nazionale. Limitandoci al contesto italiano, stimiamo un mercato potenziale pari al 10% del totale dei permessi di ricerca e di sfruttamento delle risorse del sottosuolo esistenti e in fase di rilascio (i.e., circa 400, fonte Unmig – Ministero dello Sviluppo Economico, unmig.sviluppoeconomico.gov.it). In considerazione dell’alta qualità e innovazione dei prodotti RISS, l’obiettivo che ipotizziamo di poter raggiungere nei prossimi 5 anni è di guadagnare una quota di mercato pari ad almeno il 10% del mercato potenziale. Prendendo in considerazione il ben più ampio mercato Europeo legato alle risorse del sottosuolo, l’obiettivo quinquennale è la realizzazione di ulteriori 10 sistemi di monitoraggio della micro-sismicità indotta. Gestori reti sismiche esistenti (enti pubblici locali, società private) In Italia, oltre le reti sismiche gestite dalle principali istituzioni pubbliche (Enti di ricerca, quali INGV, INOGS, CNR, Università, Dipartimento Protezione Civile) esistono numerose reti sismiche di proprietà di amministrazioni locali o società private finalizzate al monitoraggio di frane e strutture strategiche, quali ad esempio ponti, viadotti e dighe. Molte di tali reti sono state realizzate negli anni ’80 e ’90, ed oggi, a fronte della crescente richiesta da parte delle amministrazioni e della popolazione di risposte rapide al verificarsi di eventi sismici di origine naturale o antropica circa la stabilità delle strutture monitorate, si rende necessario un loro ammodernamento nella trasmissione, gestione ed analisi dei dati. A differenza delle succitate istituzioni pubbliche, le quali possiedono il know-how e le risorse per aggiornare costantemente l’hardware e il software delle reti sismiche, molti gestori di reti sono sempre più frequentemente in difficoltà per l’analisi in tempo reale e la gestione dei dati acquisiti. Sia la stazione sismica MOMA, sia i prodotti software per il monitoraggio sviluppati dal RISS rappresentano una soluzione innovativa, che coniuga l’alta qualità delle prestazioni a costi ridotti rispetto ai prodotti esistenti già sul mercato. Nelle aree di recente sviluppo economico, in cui alla disponibilità di fondi da investire spesso non corrisponde il necessario know-how nel campo della sismologia applicata, si contano centinaia di reti sismiche locali gestite da amministrazioni locali o società private. A questi potenziali utenti si rivolge RISS con le sue soluzioni di gestione automatica dei dati delle reti sismiche. Rispetto a un mercato nazionale e internazionale potenzialmente costituito da almeno centinaia di reti sismiche di monitoraggio di piccola e media dimensione (i.e. dalla scala del km2 alle decine di km2), RISS ha l’obiettivo di raggiungere nei prossimi 4 anni una quota di mercato pari ad almeno il 5%. Early-Warning Sistemi di allerta sismica per infrastrutture strategiche I prodotti sviluppati da RISS rispondono all’esigenza di soluzioni innovative per la protezione di infrastrutture critiche per la società (e.g., ospedali, scuole, ponti, industrie). Ferroviario Le linee ferroviarie nazionali, sia dell’alta velocità che di servizio locale, non dispongono di sistemi di allerta conseguenti ad eventi sismici. In caso di terremoto, i servizi sono interrotti e si procede ad ispezioni lungo la linea con grave disagio per l’utenza e danno economico. Analogamente anche in Europa e resto del mondo le reti ferroviarie che attraversano aree soggette a forti scuotimento del suolo, non sono monitorate da reti sismiche. A queste fanno eccezione solo la linea TGV francese e Shinkasen in Giappone. RISS, attraverso i suoi prodotti, offre una soluzione completa a queste esigenze. Marketing dell’iniziativa I prodotti e servizi offerti possono essere raggruppati in due aree tematiche relative alla sismologia applicata: – early warning (EW) – monitoraggio sismico Per queste due aree RISS SrL propone sia soluzioni hardware, nella forma di singola stazione sismica oppure di antenna sismica (costituita da più stazioni inter-comunicanti) per il monitoraggio o early warning e soluzioni software per la gestione automatica di una rete di monitoraggio sismico o per la gestione dell’early warning a scala regionale. Area Early Warning Sismico Sono proposti due software per applicazioni di early warning sismico, operativi nella modalità regionale e on-site definite nelle pagine precedenti: – PRESToPLUS per operare su reti sismiche già esistenti (EW regionale) – TBSITE per operare in modalità stand alone su singola stazione sismica (EW on-site) PRESToplus (PRobabilistic and Evolutionary early warning SysTem) PRESToPLUS è una piattaforma informatica per l’identificazione immediata di un evento sismico potenzialmente dannoso, la sua caratterizzazione in termini di localizzazione e magnitudo, nonché la stima dei danni previsti a partire dal massimo moto del suolo atteso ai siti di interesse definiti dall’utente. Attraverso un logica decisionale applicata ai parametri calcolati, può fornire un messaggio di allerta da trasmettere a più sistemi automatici attuativi o, più in generale, per la diffusione dell’informazione. TBSITE (Threshold Based OnSite EEWS) TBSITE è un software che implementa l’approccio denominato “Threshold-based”, ossia a superamento di una soglia opportunamente calibrata. Tale soglia non è limitata al superamento di valori prefissati di ampiezza del moto del suolo, ma deriva da una complessa analisi dei segnali acquisiti dai sensori sismici ed elaborati in tempo reale in accordo ad algoritmi sviluppati nell’ambito dell’attività di ricerca del gruppo proponente e pubblicati su riviste internazionali. Al superamento del valore di soglia anche questo software può fornire un messaggio di allerta da trasmettere anche in forma personalizzata a più sistemi automatici attuativi o, più in generale, per la diffusione dell’informazione. La soluzione data dall’integrazione di una rete on-site e di sistema d’allerta TBSITE è adatta alle situazioni in cui la prossimità del sito da proteggere a una o più faglie conosciute come potenzialmente sismogenetiche rende gli approcci regionali inefficaci. TBSITE è quindi dedicato a soggetti pubblici/privati che gestiscono reti di allerta formate da una o più stazioni installate in prossimità o all’interno di un sito da proteggere, o nel quale si trovano gli utenti da allertare in caso di terremoto. Area monitoraggio sismico Il monitoraggio sismico di un’area di interesse, di estensione di dimensione regionale, o locale di pochi chilometri quadrati (antenna sismica), è effettuato da una rete di stazioni sismiche distribuite nell’area di indagine e da un centro di acquisizione ed elaborazione dati a cui ciascuna stazione invia i dati. RISS, tramite soluzioni hardware e pacchetti software ampiamente collaudati, è in grado di fornire un sistema completo ed efficiente di gestione automatica dei dati provenienti dalle stazioni sismiche. Tali pacchetti software possono essere installati su reti sismiche già esistenti, ottimizzandone e semplificandone la gestione, oppure, se abbinati a più stazioni sismiche MOMA realizzano una rete sismica completa. In questo caso RISS offre anche un servizio di consulenza per la progettazione e realizzazione della rete al fine di ottenere un sistema ad alte prestazioni “chiavi in mano”. I prodotti relativi a quest’area tematica, sono il software package INERTIA, nelle versioni light e full, il software SeismNetManager e la stazione sismica MOMA. INERTIA (seIsmic NEar RealTIme Analysis) INERTIA è un software package per l’analisi in tempo quasi reale della sismicità registrata ad una rete sismica. Il sistema INERTIA è strutturato in moduli, progettati per interagire con il software primitivo di acquisizione dei dati dalla rete. INERTIA è progettato/ottimizzato per l’analisi di dati di reti sismiche finalizzate al controllo della sismicità di un’area per attività di ricerca scientifica o controllo di attività industriali che operano nel sottosuolo. . SEISMNET MANAGER Il software SEISMNET Manager consente di gestire agevolmente tutti i componenti hardware della rete sismica interagendo con ognuno di essi, ne monitora le prestazioni e lo stato di funzionamento, accumula tutte le informazioni relative e gestisce i dati acquisiti. La vera innovazione di questo sistema è di aver unito in un unico strumento software costruito con una struttura di database, un sistema di controllo di tutto l’hardware costituente la rete sismica e i dati relativi ai terremoti acquisiti dalla rete stessa. In questo modo si è ottenuto la completa interazione tra le forme d’onda degli eventi e il database dell’infrastruttura hardware permettendo così di tenere traccia, evento per evento, di tutte le modifiche apportate alla rete sismica e del suo reale stato di funzionamento nel tempo. Questa applicazione può essere facilmente adattata a tutte le rete sismiche pre-esistenti e diventare un valido supporto per la costruzione di future reti sismiche.