In acesta faza, studiile experimentale s-au efectuat atât în conditii de laborator, în care o atentie deosebita s-a acordat modului de realizare/testare si selectare a diferitelor tipuri de senzorilor electrici si magnetici, cât si în conditii de teren când s-a urmarit functionarea diferitelor tipuri de senzori pentru evidentierea fenomenelor/parametrilor cu caracter precursor activitatii geodinamice (alunecari de teren).
1.1.Studii experimentale de laborator
1.1.1.Senzori electrici
Senzorii electrici trebuie sa îndeplineasca urmatoarele conditii constructive:
- sa nu afecteze fenomenul studiat;
- sa fie usor manevrabili si sa poata fi amplasati fara dificultati în
locuri convenabile masuratorilor ce urmeaza a fi executate;
- sa aiba zgomot mic;
- sa prezinte capacitate mare de protectie fata de interferentele exterioare
de natura electrica, mecanica, electromagnetica, electrochimica;
- sa aiba o buna stabilitate în timp si posibilitatea de pastrare îndelungata.
La înregistrari efectuate în curent alternativ, senzorii prezinta
o impedanta constituita din rezistenta si capacitatea proprie, care conditioneaza
banda de frecventa a semnalelor captate. Astfel, la rezistente si capacitati
mari, banda de frecventa a semnalelor captate este mare, senzorul comportându-se
ca un filtru trece sus, iar la rezistente si capacitati mici are loc o reducere
a benzii de frecventa a semnalelor captate, senzorul comportându-se ca
un filtru trece jos. Aceasta atrage atentia asupra tipului de senzor necesar în
diferite aplicatii.
Având componente capacitive, impedanta unei perechi de electrozi plasata
pe suprafata solului, va fi dependenta de frecventa si anume va scadea odata
cu cresterea acesteia.
Cât priveste stabilitatea electrica a unui senzor, aceasta este dependenta
de marimea potentialului de electrod. La înregistrarea potentialelor în
curent continuu se formeaza celule electrochimice între electrodul metalic
si electrolitul conductiv sau sol, cu aparitia unor diferente de potential
(potential de electrod) uneori mai mari decât cele de masurat, ceea ce
impune utilizarea unor senzori impolarizabili, cu potential de electrod neglijabil
cum ar fi cei de tip Pb-PbCl2, realizati într-o conceptie noua în
cadrul proiectului de fata.
Testele efectuate asupra senzorilor electrici au constat din mai multe etape:
• Masurarea rezistentei interne a fiecarui senzor, valorile plasându-se
sub 500 ohm;
• Determinarea rezistentei de prizare a diferitelor perechi de senzori
prin amplasarea acestora într-o cuva paralelipipedica, confectionata din
material plastic (60x15x15 cm), umpluta cu nisip umed pe o înaltime de
7 cm, distanta dintre senzori fiind de 10-15 cm; valorile rezistentei dintre
senzori fiind de cca 2 kO. Apreciem aceste valori ca fiind optime pentru studiile
experimentale ce urmeaza a fi efectuate;
• Evaluarea gradului de polarizare a senzorilor amplasati în aceleasi
conditii ca mai sus. In urma acestui experiment a reiesit faptul ca diferenta
de potential dintre oricare doi senzori electrici folositi în experiment
nu depaseste 0.05mV/24 de ore (Fig. 4). Aceasta cvasiconstanta s-a pastrat pe
parcursul întregului experiment care a durat aproximativ doua luni.
Fig. 4. Evidentierea gradului de polarizare a perechilor de senzori electrici
• Masurarea diferentei de potential dintre doua perechi de senzorii electrici (cu rezistente de prizare de 2307 ohm si 2353 ohm), integrati într-un dispozitiv de emisie (electrozi amplasati la capetele cuvei cu nisip) în carea a fost injectat un curent alternativ de frecventa 0,066 Hz si amplitudine 1V (Fig. 5).
Fig. 5. Raspunsul senzorilor electrici la un semnal de amplitudine si frecventa constanta
1.1.2. Senzorii specifici pentru înregistrarea câmpului geomagnetic
Pentru înregistrarea câmpului geomagnetic s-au testat si utilizat:
- trei senzori magnetici uniaxiali, de tip inductiv (Metronix-Germania), model
MFS05. Acestia sunt operationali pentru un domeniu de frecvente foarte larg
(DC-24 kHz) si este divizat în doua benzi distincte: LF (DC-1kHz) si
HF (0.5kHz-24kHz)
- senzor magnetic triaxial, de tip fluxgate, model MAG-03 MC (Bartington, Anglia),
operational în domeniul de frecvente DC - 1kHz si de masura ± 70
m T;
1.1.3. Senzori specifici utilizati la înregistrarea miscarilor
crustale
- pendul vertical-invers echipat cu senzori de proximitate ( IG-SSS-AR);
1.2. Studii experimentale de teren
Sistemele de achizitie si stocare de date utilizate la selectarea zonei în care urmeaza sa fie instalat sistemul complex de monitorizare sunt descrise în capitolele urmatoare.
1.2.1. Modul de achizitie si stocare date electromagnetice
Senzorii pentru înregistrarea componetelor magnetice (Hx, Hy, Hz) si
electrice (Ex, Ey) sunt conectati prin intermediul cablurilor de legatura la
unitatea centrala de achizitie si stocare ADU 06 (Metronix, Germania) care
este prevazuta cu:
- 5 canale de înregistrare a câmpului electromagnetic în
domeniul de frecvente DC-20 kHz;
- GPS pentru pozitionare în teren si sincronizarea ceasurilor din reteaua
de ADU-ri;
- memorie solida de 440 Mb;
- 2 convertere A/D de 24 bit pe fiecare canal;
- alimentare la baterie 12V;
- 100m cablu de legatura la laptopul de comanda;
- 200m cablu de legatura cu cel de al doilea ADU aflat în retea.
1.2.2. Modul de achizitie si stocare date geomagnetice
Senzorii utilizati la monitorizarea continua a câmpului geomagnetic
sunt conectati la modulul de achizitie MAG-03 DAM (Bartington, Anglia), care
este prevazut cu:
- 6 canale de înregistrare a seriilor de timp în domeniul de frecvente
DC- 1 kHz;
- convertor A/D cu rezolutie 24 bit;
- esantionare programabila;
- alimentare de la retea (220V ac) si de la baterie interna sau externa (12V)
1.2.3. Modul de achizitie si stocare date electrice (rezistivimetru INTEL -V3)
In vederea realizarii sondajelor electrice verticale, electrozii de emisie
si senzorii electrici sunt conectati la rezistivimetrul INTEL -V3 (produs de
firma INTEL 91, Bucuresti, România – Fig. 10), prevazut cu:
- 2 canale pentru injectia curentului în linia de emisie AB;
- 2 canale pentru receptia semnalului din linia MN;
- memorie interna – 64 K;
- pas de esantionare : 0.2 s;
- generator de curent în trepte (încorporat): max 200mA/ 400V;
- interfata seriala pentru transfer de date.
1.3. Selectarea zonei test
Criteriile care au stat la baza selectarii zonei test în care urmeaza
sa fie instalat sistemul complex SMALT au fost urmatoarele:
- existenta unui areal cu risc natural ridicat, caracterizat prin parametrii
geodinamici care pot conduce la aparitiei unei stari de criza, situat în
imediata vecinatate a unui centru socio-economic (localitatea Provita de Sus);
- existenta unui suport logistic minimal pentru instalarea si exploatarea în
conditii de siguranta a modelului experimental SMALT.
In sensul celor mentionate mai sus, informatiile obtinute pâna în
prezent au constat din :
- utilizarea de informatii satelitare (interferometrie SAR) pentru caracterizarea
evolutiei spatio-temporale a zonelor cu risc ridicat datorate alunecarilor
de teren din perimetrul studiat (harti elaborate de B. Riedel, H. Perlt si
Dr. W. comunicare la reuniunea de lucru la Research Project-INTEGRATED OPTIMIZATION
OF LANDSLIDE ALERT SYSTEMS (OASYS) EVG1-2001-00061 din Programul Cadru 5 al
Comisiei Europene, 1-6 Februarie 2005, Modena, Italia, proiect la care suntem
parteneri)
- Elaborarea hartii de hazard datorat alunecarilor de teren pentru zona (Tatu,
Stanica, 2004) prezentata si în prima faza a proiectului (Fig. 6)
Fig. 6. Harta de hazard natural datorat alunecarilor de teren (Provita de Sus)
- Efectuarea de tomografii electrice (sondaje electrice verticale) de-a lungul a trei profile în vederea determinarii caracteristicilor de dimensionalitate ale formatiunilor geologice din imediata vecinatate a suprafetei de alunecare;
Pe baza informatiilor preluate si prelucrate prin intermediul SMALT se poate
asigura o mai buna cunoastere a proceselor responsabile de cumularea stresului
in zonele geodinamic active si, respectiv, a paternului de "precriza" si
de "criza" specific zonei test.