IDEAZIONE

Nel 1890 Adolfo Càncani, all’epoca addetto alla sezione di meteorologia e climatologia dell'Ufficio Centrale di Meteorologia e Geodinamica di Roma, pensò di fermare l'istante di arrivo di una scossa mediante l'immagine fotografica automatica di un orologio di precisione. Portò a termine il suo progetto ideando uno strumento abbastanza semplice: il fotocronografo sismico. Lo strumento era collegato a uno o più apparecchi sismici dal funzionamento elettrico. Incoraggiato da Michele Stefano de Rossi lo sperimentò all'Osservatorio Geodinamico di Rocca di Papa del quale de Rossi era all’epoca direttore.

FUNZIONAMENTO

Lo strumento si compone di due parti: un parallelepipedo di legno con funzione di camera oscura entro il quale viene impressionata una lastra fotografica e un dispositivo destinato a provocare l'accensione di una lampadina contenuta nella camera oscura stessa. Quest’ultima contiene un cronometro di precisione, una lastra fotografica, una lampadina e una lente; il dispositivo è composto da una leva di prim’ordine con bracci di lunghezza diversa e fulcrata in cima a una colonna di legno sostenuta da una base anch’essa di legno.

All’estremo del braccio minore è collegata una pila, mentre l’estremità del braccio lungo termina con una piastrina di ferro, bloccata dall’àncora di una elettrocalamita fissata a un’asse di legno solidale alla base del dispositivo. Il braccio lungo sostiene inoltre un peso conico e due pesetti appesi a due catenelle. Di questi ultimi uno è sospeso nel vuoto e libero di scorrere lungo la piccola barra cilindrica di sostegno, mentre l’altro poggia sopra un’assicella di legno sottostante, scorrevole orizzontalmente per mezzo di un altro pesetto.

L’elettrocalamita viene collegata a un circuito elettrico composto dalla pila e uno o più avvisatori sismici disposti fra loro elettricamente in parallelo.

Al sopraggiungere di una scossa, almeno uno degli avvisatori sismici chiuderà il circuito, attivando l’elettrocalamita. Il braccio lungo del dispositivo è così libero e, dal momento che la somma del peso conico e del pesetto libero è superiore a quello della pila, il braccio lungo si abbasserà, sollevando la pila e attivando l’accensione della lampadina nella camera oscura.

Il pesetto libero cadrà e verrà meno il bilanciamento dei pesi. Allora sarà il braccio corto a scendere a questo ribaltamento della leva, liberando per un attimo l’assettina di legno orizzontale e facendola scorrere trascinata dal pesetto sottostante.

A questo punto il pesetto che la sovrasta sarà libero, mentre il braccio lungo tornerà nella posizione iniziale, bloccato dall’àncora dell’elettrocalamita, tornata libera.

Tutto questo accadrà in una frazione di secondo e sarà il tempo nel quale rimarrà accesa la lampadina e la lastra fotografica sarà impressionata con l’immagine dell’orologio al tempo dell’accensione. Il tempo dell’inizio del moto sismico sarà fissato, quindi, con la precisione del cronometro.

A questo punto il dispositivo sarà tornato nella posizione di riposo, pronto ad attivarsi una seconda volta. Nel caso di una seconda attivazione, sulla lastra verrà fissato un altro tempo. I due tempi saranno riconoscibili, in quanto l’immagine del primo sarà sovraesposta dalla seconda illuminazione.

Nel 1895 Càncani perfezionò il dispositivo di attivazione della lampadina, semplificandolo. Il meccanismo per l'accensione della stessa nella camera oscura è collegato a una pila. Esso è formato da una base di legno su cui una bascula, a bracci disuguali - con sezione e forma di U - e contenente una sfera di metallo, può oscillare.

A riposo il movimento di questo apparato è impedito, sul lato lungo, dall'àncora di un’elettrocalamita. L’apparato è sempre inserito in un circuito con uno o più avvisatori sismici, alla cui attivazione l’elettrocalamita attirerà l’àncora e sbloccherà la bascula. Quest’ultima a causa del peso della sfera metallica si inclinerà dal lato minore facendo rotolare la sfera.

Sotto il braccio minore della bascula un contatto elettrico chiuderà il circuito che accenderà la lampadina all’interno della camera oscura. A fine discesa la sfera si fermerà in un incavo nel legno della base.

La caduta della sfera alleggerirà temporaneamente la bascula che si inclinerà nel verso opposto, rimanendo nuovamente bloccata dall’àncora dell’elettrocalamita di nuovo scarica. Con un ingegnoso sistema di ricarica, una nuova sfera metallica si posizionerà dov’era la precedente e il sistema sarà di nuovo pronto per una seconda attivazione.

Il tempo di rotolamento della sfera lungo il braccio corto della bascula definisce il tempo di durata di accensione della lampadina. Per regolarlo, il fondo del lato corto della bilancia ha due serie di fori nei quali si possono inserire altrettante spine; urtandole la sfera rallenta e la sua discesa può durare da un quarto di secondo a un secondo.

DIFFUSIONE E NOTE

Lo strumento veniva collegato a sismometrografi a registrazione a carta e, fra il primo modello e il secondo, furono fatti 18 mesi di sperimentazione presso l’Osservatorio Geodinamico di Rocca di Papa. Nel 1891 venne costruito l’Osservatorio Geodinamico di Catania nel sotterraneo dell'ex convento dei Benedettini, il cui corredo scientifico comprendeva anche un fotocronografo. Questo venne collocato accanto al pilastro sismico sul quale si trovavano dieci diversi sismoscopi collegati tutti in uno stesso circuito, cosicché lo scattare di uno solo di essi era in grado di attivare l'elettrocalamita e mettere in funzione il fotocronografo.

SCHEDA TECNICA

Dimensioni: camera oscura: 31x35x92cm | dispositivo a bilancia: 70x16x45cm;
Materiali: ferro, ottone, rame, legno, porcellana,
Stato di conservazione: molto buono

Proprietario: CREA