Construa um sismógrafo e registre terremotos a longa distância - Parte 5

Como vimos na primeira parte do artigo, para que um terremoto possa ser detectado é preciso registrar a passagem das ondas sísmicas que se propagam pela superfície abaixo do pêndulo. Quando isso acontece, ocorre uma diferença de velocidade entre a superfície que se move e o pêndulo teoricamente estático.



Para fazer essa detecção nosso sismógrafo faz uso de um captador magnético composto de um ímã bastante forte fixado ao pêndulo e uma bobina captadora presa à base do instrumento ou ao solo. Durante um terremoto, a diferença de velocidade entre os dois componentes produz uma pequena tensão na bobina, proporcional à amplitude e frequência das ondas sísmicas. Devido ao fato desse conjunto registrar a diferença de velocidade entre a bobina e o ímã, também é chamado de transdutor de velocidade.

O ímã usado em nosso sismógrafo é do tipo de neodímio similar ao usado no amortecedor magnético e também retirado de um HD usado. Se você não tiver um ímã desse tipo, adquira no comércio especializado um ímã de neodímio de aproximadamente 3 cm x 1 cm. Normalmente, são vendidos com espessura entre 2 e 5 milímetros e quanto mais grosso, mais caro. Um exemplar de 3 milímetros de diâmetro servirá bem ao nosso propósito.

O ímã deverá ser fixado à extremidade da massa pendular com algumas gotas de cola instantânea ou até mesmo fita dupla-face. Experimente.

Bobina
A bobina talvez seja o item que vai dar um pouquinho mais de trabalho, mas nada que impeça de ser feita em casa. Ela consta de cerca de 8 mil voltas de fio esmaltado número 33 AWG (xx milímetros) enrolada em uma forma de papelão de cerca de 15 mm de diâmetro por 25 mm de comprimento, inserida em um carretel de +/- 60 mm de diâmetro. Essas medidas não são críticas.



Para construir a bobina você pode optar por contratar os serviços de uma empresa especializada em fabricar transformadores ou então adquirir o fio e enrolar a bobina.

Se optar por fazer a tarefa, sente-se confortavelmente em uma cadeira e comece por enrolar o fio, tomando o cuidado de deixar as espiras bem "apertadinhas" para que o carretel possa comportar as 8 mil voltas de fio. Pela nossa experiência, isso poderá levar diversas horas e não será difícil perder as contas de quantas voltas já foram dadas, por isso sugerimos que tenha ao lado uma folha de papel e um lápis, que o ajudará a lembrar em que ponto está o trabalho.


Parafusadeira e Calculadora
Uma forma bastante prática de enrolar a bobina captadora é utilizar uma bobinadeira improvisada, feita com uma parafusadeira e uma calculadora de mão modificada. Com o método proposto a contagem das espiras ficará bastante facilitada e todo o trabalho pode ser realizado em menos de 1 hora.



Para esse método você vai precisar abrir uma calculadora (quanto mais antiga, melhor) e soldar dois fios em paralelo à tecla de igual. Esse dois fios são então ligados aos dois fios de um reed switch (interruptor magnético usado em alarmes de portas e janelas), que ficará preso à parafusadeira com auxílio de uma pequena haste de madeira e fita crepe. Preso ao carretel, um imã completa o conjunto.

Para usar a bobinadeira, tecle "1+" na calculadora e acione o botão da parafusadeira de modo a girar aproximadamente10 voltas por segundo. A cada volta do carretel o ímã passará em frente ao reed switch, simulando o pressionamento da tecla "igual" da calculadora, que incrementará a cada espira feita.

Não tenha pressa em enrolar a bobina e segure o fio de modo a deixá-lo ligeiramente tensionado. Faça o trabalho com calma e atenção, parando algumas vezes para relaxar. Em pouco tempo as 8 mil voltas estarão completadas.


Finalizando a bobina
Depois de enrolar o captador passe uma ou duas camadas de fita isolante ao redor das espiras e raspe as extremidades dos dois fios com palha de aço para retirar o esmalte (lembre-se: o fio é esmaltado!). Em seguida, solde a eles dois fios flexíveis que servirão de terminais. Sua bobina está pronta.

Para prender o captador à frente do ímã construa um pequeno suporte de madeira, de modo que você possa afastar ou aproximar a bobina da frente do ímã. Mantenha as duas peças o mais próximo que puder, mas sem que se toquem. Em nosso sismógrafo a distância entre ímã e bobina é de aproximadamente 2 milímetros.

Uma vez completada a montagem do sismógrafo e com o pêndulo e a bobina perfeitamente alinhados é hora de partir para a parte eletrônica, composta por um amplificador DC de alto ganho e um conversor analógico digital, que deverá ser adquirido a parte.



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