Presentazione Progetti UIT 2007 Roma, 07 Marzo 2008 Realizzazione di un prototipo di strumento per la misura di campo elettrico atmosferico (EFM Electric Field Meter) Federico Perini INAF-IRA Via Gobetti, 101 40129 Bologna Tel 051-6965823 Fax 051-6965810 email: f.perini@ira.inaf.it

Campo Elettrico Atmosferico Esiste un campo elettrico che al livello del suolo punta verso il basso e vale ~ 120 Vm-1 Beccaria, Franklin, Lemonnier, Richman (XVIII secolo) Non esiste un modello universalmente accettato che ne spieghi l’esistenza In condizioni di tempo buono il campo punta verso il basso ed è stato misurato in moltissimi luoghi sulla superficie del nostro pianeta Bel tempo Tempo perturbato Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Aspetti generali del campo elettrico terrestre Il campo elettrico terrestre ha intensità variabile nel tempo Il campo elettrico terrestre è funzione di: a) meccanismi di separazione delle cariche b) conducibilità dell’aria a) e b) e dipendono da cause: Artificiali inquinamento chimico inquinamento particellare inquinamento radioattivo inquinamento elettromagnetico ………... Naturali radiazione solare temporali eruzioni vulcaniche ………... Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

E induce carica su sensore Principio di misura E induce carica su sensore Campo E Misura in DC: problemi di offset e derive! Mulinello da campo (field mill) Si carica e scarica continuamente il sensore, o i sensori, presentando una condizione di zero periodico al front end (tecnica di modulazione lock in) Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Lo strumento (versioni commerciali) (field mill) Costo indicativo (solo sensore): 2000€ (shutter) Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Prototipo FENICS-UMFVG/ARPA FVG Realizzato da Valter Gennaro (FENICS-UMFG) in tutte le sue parti: meccanica, elettronica e software Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Esempi di misure di campo elettrico atmosferico Bel tempo Temporale Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Applicazioni EFM Protezione siti e apparecchiature civili e militari (ponti radio, staz. broadcasting, radar, aeroporti, stazioni lancio, funivie,…) Siti e osservatori astronomici posti a grandi altezze Protezione strumentazioni scientifiche di grandi dimensioni Strumento scientifico per studio meteorologico del campo elettrico atmosferico Sensore complementare per monitoraggio fenomeni inquinamento atmosferico (elettromagnetico, radioattivo, particellare e chimico) Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Desiderate / Proposta UIT Nessuna parte in movimento Compattezza, durata e manutenzione Strumento alimentato a batterie predisposto al collegamento a pannelli solari No necessità rete elettrica 220V Predisposizione sincronizzazione dati via GPS Rete di sensori Predisposizione memorizzazione dati su SD card, via RS232 o remotamente via modem GSM-GPRS Invio dati in tempo reale Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Attività che danno origine al trasferimento tecnologico (IRA) Applicazioni di punta della radio astronomia: - multi feed / Focal Planar Array - grandi array (a poche antenne di grandi dimensioni si sostituiscono un elevatissimo numero di piccoli sensori indipendenti) In entrambi i casi -> necessità di controllare un elevato numero di ricevitori remotamente! Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Attività che danno origine al trasferimento tecnologico (IRA) uP Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Origine Trasferimento Tecnologico IASF Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Partner industriale: MTX Italia srl MTX Italia s.r.l. opera da 25 anni nel settore dei sistemi di rilevamento di parametri ambientali. I principali settori di attività sono: meteorologia agrometeorologia idrologia (monitoraggio e gestione di bacini o opere idrauliche) nivologia (monitoraggio e prevenzione rischi) qualità dell’aria (urbano e industriale) qualità delle acque (superficiali e profonde) tele gestione di impianti idraulici, condotte e bacini Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008 13

Partner industriale: MTX Italia srl In Italia ha fornito ed installato oltre 3000 stazioni automatiche di monitoraggio ambientale ed oltre 12000 sensori per Comuni, Provincie, Regioni, Ministeri, Uffici Idrografici, ARPA (Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente) , Aziende Municipalizzate, Consorzi di Bonifica, Università, ed altri enti. Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008 14

Partner industriale: MTX Italia srl MTX sviluppa al suo interno i moduli per la comunicazione dati tra i suoi dispositivi remoti e il centro di controllo ed è già in grado di fornire sul mercato sistemi basati su reti GPRS o LAN Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008 15

Suddivisione Attività WP0: Coordinamento INAF-IRA (Federico Perini) WP1: Architettura ARPA-FVG (Fulvio Stel, Dario Giaiotti), FENICS-UMFVG (Valter Gennaro) WP2: Disegno e realizzazione parte Analogica INAF-IRA (Jader Monari) WP3: Disegno e realizzazione parte Digitale/Software di Test INAF-IRA (Franco Fiocchi) WP4: Disegno, realizzazione, integrazione parte meccanica INAF-IRA (Marco Schiaffino) WP5: Test ARPA-FVG (Dario Giaiotti, Fulvio Stel), FENICS-UMFVG (Valter Gennaro, Giorgio Bressan) WP6: Realizzazione Software finale EFM Azienda Partner MTX (Gabriele Bompani) Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Gantt Chart Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008

Costi richiesti Realizzazione parte analogica 1-2 (prototipo, componenti, CS e montaggio) 8000€ Acquisto facilities di test della parte analogica 2000€ Realizzazione della parte digitale (prototipo, componenti, CS e montaggio) 7000€ Acquisto facilities di test della parte digitale 4000€ Realizzazione della parte meccanica in acciaio inox 4000€ Acquisto modem GSM-GPRS 1000€ Realizzazione modulo GPS-Sync/SD 3000€ Acquisto e realizzazione facilities di test 9000€ Costo meeting e missioni 4000€ Totale 42000€ Totale -15% di co-finanziamento INAF 35700€ Il 15% in kinds dell’impresa co-finanziatrice verrà fornito come sviluppo del software necessario alla sincronizzazione con GPS, memorizzazione su SD, invio remoto tramite modem GPRS-GSM (WP6) Federico Perini - Presentazione Progetti UIT 2007 - Roma, 07 Marzo 2008