Gruppo di lavoro Speleoarchimede

Il gruppo di lavoro Speleoarchimede è composto da speleologi appassionati di elettronica e tecnologia che hanno deciso di unire le proprie forze e conoscenze per costruire strumenti di misura e contribuire a proprio modo allo studio degli ambienti ipogei.

Il primo progetto portato avanti dal gruppo di lavoro, denominato Speleologger, si propone di realizzare una serie di sensori di vario tipo che possano essere lasciati in grotta per misurare e registrare, anche per lungo tempo, una serie di parametri ambientali.

La ragion d’essere del progetto si basa sulla constatazione che, per certe ricerche di meteorologia ed idrologia ipogea, che possono avere rilevanti ricadute sul piano esplorativo ed anche su quello della sicurezza, è necessario disporre di un numero elevato di sensori, disposti nei punti più importanti di una grotta, o di un complesso di grotte, che prelevino dei dati simultaneamente e per tempi molto lunghi.

Questi parametri possono, ad esempio, riguardare:

  • Temperatura dell’aria
  • Velocità e verso del vento
  • Umidità
  • Pressione
  • Temperatura dell’acqua
  • Altezza del livello dell’acqua
  • Velocità dell’acqua
  • Parametri chimici dell’acqua
  • Registrazione di suoni ipogei
  • Presenza di CO2
  • Monitoraggio gas organici

Per tutti questi dati esistono già in commercio strumenti in grado di misurarli, come pure datalogger capaci di registrare le varie misure. Il fatto di doverli disporre in grotta implica, tuttavia, che siano protetti contro l’ambiente non favorevole; la necessità di mantenerceli per lungo tempo, a volte anche senza la possibilità di visite frequenti di controllo e manutenzione, richiede un’alta affidabilità ed un bassissimo consumo; il requisito di averne a disposizione molti, piazzati in punti diversi del sistema ipogeo, richiede inoltre che il loro costo sia piuttosto contenuto.

 

datalogger

Il progetto si basa quindi su un datalogger autocostruito, realizzato sulla base dei criteri sopra menzionati, e su una serie di sensori ambientali in grado di interfacciarsi col logger in modo semplice ed attivi solo quando il timer del logger li “sveglia” da uno stato di quiescenza a consumo nullo.

prototipo

E’ già stato realizzato un progetto di datalogger, sono stati realizzati i circuiti stampati ed un prototipo è già stato assemblato. Ora è in fase di sviluppo il software di gestione. Nella foto, il primo prototipo montato.

Attualmente Egidio Casiraghi, capofila del progetto, ha già realizzato i primi prototipi del logger e sta lavorando alla realizzazione di un sensore termico ed anemometrico di sensibilità e precisione adeguata. Quando questo sarà realizzato si potrà iniziare una serie preliminare di misure nel complesso del Nosé-Tivano, che dovrebbero portare ad una migliore comprensione del funzionamento meteorologico del sistema e, si auspica, alla definizione ed al posizionamento delle imboccature ancora ignote o presunte del sistema.

Speleologger 2014 - 03-small

Seguirà la graduale estensione delle tipologie di sensori disponibili agli altri parametri precedentamente indicati, tenendo naturalmente conto anche delle esigenze di priorità che verranno prospettate dai Gruppi della FSLo.

A questo primo progetto che e’ culminato nella realizzazione del primo sensore di pressione differenziale, ad oggi disponibile nel magazzino FSLO, su richiesta, ne e’ seguito un altro che ha trovato al sua realizzazione e test nel dispositivo che chiameremo Datalogger 1.

SpeleoArchimede2017_1

Il prodotto realizzato e confezionato da Mauro Fiorini, ad oggi risulta realizzato con Arduino.

SpeleoArchimede2017_2

Ed equipaggiato con i seguenti sensori:

  • Hygrochip HYT221- IST
  • Altimeter diving module MS5803-05BA- measurement specialities

E’ quindi in grado di effettuare misure di umdita’, pressione, e doppia misura di temperatura.

Il sistema viene equipaggiato di base con 2 batterie al litio per una durata di circa 6 mesi in grotta, ma puo’ essere alimentato da batterie di moto al piombo, per una durata superiore all’anno di permanenza in grotta.

E’ gia’ stato piu’ volte testato all’esterno ed in grotta ed e’ oggi posizionato in Antartide per un winter-test.

Le filosofie di utilizzo dovrebbero essere le seguenti:

  1. Misura dei parametri ambientali in grotta (1 scatola)
  2. Misura del comportamento meteorologico di una grotta in relazione ai cambiamenti esterni (2 scatole una esterna ed una interna)
  3. Misura delle volumetrie di una grotta: (4 scatole, una esterna ad ogni ingresso ed una interna ad ogni ingresso
  4. Misura del comportamento di una grotta su periodi estesi (5 scatole alla soluzione 3 si deve aggiungere una scatola nel punto piu’ remoto della grotta
  5. Misura di un area carsica (2 scatole per ogni grotta una esterna ed una interna oltre la zona termotropica per tutta l’ estensione dell’ area carsica)
  6. Misura dell’utilita’ di uno scavo (una scatola nel punto piu’ profondo di ogni scavo ed una scatola esterna per una misura per la durata di un anno)

A questa soluzione Datalogger 1, seguira’ nel breve la soluzione Datalogger 2 che avra’ a bordo anche la possibilita’ di misurare parametri con sensori aggiuntivi e velocita’ del vento ad ultrasuoni.

Con questa nuova soluzione sara’ possibile sia misurare la frequenza fondamentale di risonanza della grotta, potendo quindi calcolarne la lunghezza, senza entrare, che la possibilita’ di monitorare la presenza di esseri viventi a sangue caldo in grotta (per esempio il monitoraggio di colonie di pipistrelli)

La potenza di questo dispositivo, non si limita al prezzo, assolutamente concorrenziale con qualunque oggetto ad oggi in commercio, ma soprattutto alla sua capacita’ di gestire ogni tipo di sensore che si voglia interfacciare, sia esistente che futuro.

Per ulteriori informazioni sul progetto scarica la presentazione del Progetto Speleologger.

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