ITBO20130588A1

ITBO20130588A1 - METHOD AND DEVICE FOR REPORTING VARIATIONS OF THE INCLINATION OF A WALL OF A BUILDING FOLLOWING A SEISMIC SHOCK

Info

Publication number: ITBO20130588A1
Application number: IT000588A
Authority: IT
Inventors: Maurizio Maria Taormina
Original assignee: I Co Innovative Company S R L
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-04-26

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

“METODO E DISPOSITIVO PER SEGNALARE VARIAZIONI DI INCLINAZIONE DI UNA PARETE DI UN EDIFICIO IN SEGUITO AD UNA SCOSSA SISMICA” "METHOD AND DEVICE FOR SIGNALING VARIATIONS IN THE INCLINATION OF A WALL OF A BUILDING FOLLOWING A SEISMIC SHOCK"

La presente invenzione è relativa ad un metodo per segnalare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica e ad un corrispondente dispositivo di segnalazione. The present invention relates to a method for signaling changes in the inclination of a wall of a building following a seismic shock and to a corresponding signaling device.

Sono noti sistemi o dispositivi per segnalare scosse sismiche costruiti per essere essenzialmente utilizzati in ambito scientifico. Tali sistemi adottano solitamente soluzioni meccaniche, come ad esempio quelle basate sul cosiddetto “pendolo inverso”, che necessitano di un accurato lavoro di taratura e di predisposizione iniziale. Systems or devices are known for signaling seismic tremors built to be essentially used in the scientific field. These systems usually adopt mechanical solutions, such as those based on the so-called "inverse pendulum", which require careful calibration and initial preparation.

Esistono inoltre dispositivi per segnalare scosse sismiche che adottano soluzioni di tipo essenzialmente elettronico, basate sull’impiego di un accelerometro monoassiale ed eventualmente di un giroscopio. There are also devices to signal seismic tremors that adopt essentially electronic solutions, based on the use of a monoaxial accelerometer and possibly a gyroscope.

Entrambi i tipi di dispositivi di rilevamento sismico compresi nello stato dell’arte, cioè di tipo meccanico e di tipo elettronico, hanno l’inconveniente di generare spesso falsi allarmi, cioè di scambiare una qualsiasi scossa prodotta su una parete o pavimento di un edificio, come ad esempio quella dovuta al passaggio di treni, di mezzi pesanti su ruota, ad esempio un camion, ma anche quelle dovute all’uso di un trapano o alla chiusura violenta di porte, come una scossa dovuta ad un onda sismica. Both types of seismic detection devices included in the state of the art, i.e. mechanical and electronic type, have the drawback of often generating false alarms, i.e. exchanging any shock produced on a wall or floor of a building, such as that due to the passage of trains, heavy vehicles on wheels, for example a truck, but also those due to the use of a drill or the violent closing of doors, such as a shock due to a seismic wave.

Inoltre, i suddetti dispositivi di rilevamento non sono in grado di segnalare in modo automatico una variazione di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica. Questa esigenza è molto sentita durante i primi controlli di agibilità degli edifici effettuati nelle prime ore dopo l’evento sismico. Furthermore, the aforesaid detection devices are not capable of automatically signaling a variation in the inclination of a wall of a building following a seismic shock. This need is strongly felt during the first checks on the viability of the buildings carried out in the first hours after the seismic event.

Scopo della presente invenzione è di fornire un metodo ed un corrispondente dispositivo per segnalare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica, i quali siano esenti dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, siano di facile ed economica realizzazione. The purpose of the present invention is to provide a method and a corresponding device for signaling changes in the inclination of a wall of a building following a seismic shock, which are free from the drawbacks described above and, at the same time, are easy and economical. realization.

In accordo con la presente invenzione vengono forniti un metodo ed un dispositivo per segnalare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica secondo quanto definito nelle rivendicazioni allegate. In accordance with the present invention, a method and a device are provided for signaling variations in the inclination of a wall of a building following a seismic shock as defined in the attached claims.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment is now described, purely by way of non-limiting example and with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 illustra uno schema a blocchi del dispositivo per rilevare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica realizzato secondo i dettami della presente invenzione; Figure 1 illustrates a block diagram of the device for detecting variations in the inclination of a wall of a building following a seismic shock made according to the dictates of the present invention;

- la figura 2 illustra un esempio di posizionamento del dispositivo della figura 1 ad una parete di un edificio; Figure 2 illustrates an example of positioning the device of Figure 1 on a wall of a building;

- la figura 3 illustra, mediante un diagramma a stati, il funzionamento del dispositivo della figura 1 in accordo con il metodo per segnalare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica della presente invenzione; e Figure 3 illustrates, by means of a state diagram, the operation of the device of Figure 1 in accordance with the method for signaling variations in the inclination of a wall of a building following a seismic shock of the present invention; And

- la figura 4 illustra il diagramma di flusso del funzionamento durante uno stato del digramma a stati della figura 3. Figure 4 illustrates the flow diagram of the operation during a state of the state diagram of Figure 3.

Nella figura 1, con 1 è genericamente indicato, nel suo complesso, il dispositivo elettronico per segnalare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica della presente invenzione. Il dispositivo 1 comprende un accelerometro 2 triassiale, ed in particolare un accelerometro di tipo MEMS triassiale, il quale è atto ad acquisire e fornire terne di campioni di accelerazione lungo tre propri assi ortogonali tra loro, una memoria digitale 3 per memorizzare parametri necessari al funzionamento del dispositivo 1, come verrà spiegato meglio nel seguito, un segnalatore acustico 4 costituito, per esempio, da un trasduttore elettroacustico piezoelettrico pilotato da un proprio circuito driver 5 per generare segnali di allarme acustici, un segnalatore luminoso 6 costituito per esempio da un LED per generare segnali di allarme luminosi, ed un microcontrollore 7 interfacciato con l’accelerometro 2 per ricevere le terne di campioni di accelerazione e per comandare il circuito driver 5 ed il segnalatore luminoso 6. Nell’esempio illustrato, la memoria 3 è incorporata nel microcontrollore 7. In Figure 1, 1 generally indicates, as a whole, the electronic device for signaling variations in the inclination of a wall of a building following a seismic shock of the present invention. The device 1 comprises a triaxial accelerometer 2, and in particular a triaxial MEMS accelerometer, which is able to acquire and supply triaxes of acceleration samples along three of its own orthogonal axes, a digital memory 3 to memorize parameters necessary for operation of the device 1, as will be better explained below, an acoustic signal 4 consisting, for example, of a piezoelectric electro-acoustic transducer driven by its own driver circuit 5 to generate acoustic alarm signals, a luminous signal 6 consisting for example of an LED for generate luminous alarm signals, and a microcontroller 7 interfaced with the accelerometer 2 to receive the triads of acceleration samples and to control the driver circuit 5 and the luminous indicator 6. In the illustrated example, the memory 3 is incorporated in the microcontroller 7 .

Sempre con riferimento alla figura 1, il dispositivo 1 comprende inoltre almeno un pulsante 8 per permettere l’interazione di un utente, per esempio per spegnere, accendere o resettare il dispositivo 1, almeno una batteria 9, per esempio una batteria a 9 V, provvista di un rispettivo regolatore di tensione 10 per alimentare elettricamente tutti i componenti elettrici ed elettronici del dispositivo 1, ed una pluralità di ulteriori LED 11 per indicare lo stato di funzionamento del dispositivo 1, ad esempio quando il dispositivo è acceso o spento e quando la batteria 9 è scarica. Again with reference to Figure 1, the device 1 further comprises at least one button 8 to allow interaction by a user, for example to turn off, turn on or reset the device 1, at least one battery 9, for example a 9 V battery, provided with a respective voltage regulator 10 to electrically power all the electrical and electronic components of the device 1, and a plurality of further LEDs 11 to indicate the operating status of the device 1, for example when the device is on or off and when battery 9 is low.

Con riferimento alla figura 2, il dispositivo 1 comprende una scatola 12 fissabile su una faccia interna di una parete portante 13 di un edificio, all’interno della scatola 12 essendo alloggiati tutti i suddetti componenti indicati con 2-11. Ovviamente, i LED 6 e 11 sono posti di fronte a rispettive finestre o fori della scatola 12 chiusi da elementi trasparenti. With reference to Figure 2, the device 1 comprises a box 12 which can be fixed on an internal face of a bearing wall 13 of a building, all of the aforementioned components indicated with 2-11 being housed inside the box 12. Obviously, the LEDs 6 and 11 are placed in front of respective windows or holes in the box 12 closed by transparent elements.

L’accelerometro 2 è del tipo realizzato in un unico chip e comprende una propria unità di controllo (non illustrata) che permette di configurare il funzionamento autonomo dell’accelerometro 2 stesso. Accelerometer 2 is of the type made in a single chip and includes its own control unit (not shown) that allows you to configure the autonomous operation of the accelerometer 2 itself.

In particolare, l’accelerometro 2 è configurato per acquisire terne di campioni sui tre assi in maniera continua ad una frequenza di campionamento FS pari a 100 Hz e per generare un evento che attiva il microcontrollore 7 al verificarsi di una certa condizione. Più in dettaglio, l’accelerometro 2 ha una soglia di accelerazione AN configurata con un valore che è maggiore del valore di rumore di fondo dell’accelerazione che è circa pari 7 mg, usando g come unità di misura, cioè l’accelerazione di gravità terrestre. Preferibilmente, il valore di soglia AN è compreso tra 20 mg e 50 mg. In unità di misura S.I., il valore di rumore di fondo è circa pari a 0.069 m/s<2>. In particular, the accelerometer 2 is configured to continuously acquire triples of samples on the three axes at a sampling rate FS equal to 100 Hz and to generate an event that activates the microcontroller 7 upon the occurrence of a certain condition. More in detail, accelerometer 2 has an acceleration threshold AN configured with a value that is greater than the background noise value of the acceleration which is approximately equal to 7 mg, using g as the unit of measurement, i.e. the acceleration due to gravity terrestrial. Preferably, the threshold value AN is comprised between 20 mg and 50 mg. In S.I. units of measurement, the background noise value is approximately equal to 0.069 m / s <2>.

Dunque, il valore di soglia AN è maggiore di 0.069 m/s<2>, ed in particolare è circa compreso tra 0.19 m/s<2>e 0.49 m/s<2>. Il suddetto evento viene generato quando almeno uno dei campioni di una terna di campioni di accelerazione è maggiore del, o uguale al, valore di soglia AN. L’accelerometro 2 è di tipo noto e quindi non viene descritto con ulteriore dettaglio. Therefore, the threshold value AN is greater than 0.069 m / s <2>, and in particular it is approximately between 0.19 m / s <2> and 0.49 m / s <2>. The above event is generated when at least one of the samples of a triad of acceleration samples is greater than, or equal to, the threshold value AN. The accelerometer 2 is of a known type and therefore is not described in further detail.

La memoria 3 memorizza due valori di soglia di accelerazione APv e APo, i quali rappresentano valori di accelerazione verticale e, rispettivamente, orizzontale tipici di un’onda sismica volumetrica longitudinale, altresì nota come onda primaria o più brevemente “onda P”, avente una certa intensità locale. Inoltre, la memoria 3 memorizza due ulteriori valori di soglia di accelerazione ASv e ASo, i quali rappresentano valori di accelerazione verticale e, rispettivamente, orizzontale tipici di un’onda sismica volumetrica trasversale, altresì nota come onda secondaria o più brevemente “onda S”, avente una certa intensità locale. I valori di soglia APv, APo, ASv e ASo vengono ricavati sperimentalmente simulando, mediante una tavola sismica e secondo procedure note in letteratura, almeno due onde sismiche volumetriche di magnitudo locale, secondo la scala Richter, compresa tra 3 e 4. In particolare, i valori di soglia APv e APo vengono ottenuti simulando un’onda P, mentre i valori di soglia ASv e ASo vengono ottenuti simulando un’onda S. Memory 3 stores two acceleration threshold values APv and APo, which represent vertical and, respectively, horizontal acceleration values typical of a longitudinal volumetric seismic wave, also known as primary wave or more briefly "P wave", having a certain local intensity. In addition, memory 3 stores two further acceleration threshold values ASv and ASo, which represent vertical and, respectively, horizontal acceleration values typical of a transverse volumetric seismic wave, also known as secondary wave or shortly "S wave" , having a certain local intensity. The threshold values APv, APo, ASv and ASo are obtained experimentally by simulating, using a seismic table and according to procedures known in the literature, at least two volumetric seismic waves of local magnitude, according to the Richter scale, between 3 and 4. In particular, the APv and APo threshold values are obtained by simulating a P wave, while the ASv and ASo threshold values are obtained by simulating an S wave.

A tale proposito è bene ricordare che da una sorgente sismica si propagano inizialmente due tipi di onde volumetriche, che sono appunto l’onda P e l’onda S, quest’ultima essendo la più lenta, ma anche la più distruttiva, delle due onde. L’onda S, cioè l’onda secondaria, viene avvertita dopo l’onda P in quanto la velocità dell’onda S è circa il 60-70% della velocità dell’onda P. L’intervallo di tempo che intercorre l’istante di arrivo di un onda P e l’istante di arrivo di un onda S è variabile in funzione della composizione e conformazione del tratto di terreno che si trova tra l’epicentro ed il punto di osservazione e della distanza dall’epicentro. In this regard, it is good to remember that two types of volumetric waves initially propagate from a seismic source, which are precisely the P wave and the S wave, the latter being the slowest, but also the most destructive, of the two waves. . The S wave, i.e. the secondary wave, is felt after the P wave as the speed of the S wave is about 60-70% of the P wave speed. of arrival of a P wave and the instant of arrival of an S wave is variable according to the composition and conformation of the stretch of land that is located between the epicenter and the observation point and the distance from the epicenter.

La memoria 3 memorizza anche un valore di tempo THQ sufficientemente grande, cioè di entità tale per cui si può ipotizzare che una scossa sismica si esaurisca trascorso un periodo di tempo pari a THQ dal rilevamento di un onda P o S. Vantaggiosamente, il valore di tempo THQ è almeno pari a 180 secondi. Inoltre, la memoria 3 memorizza un valore di soglia angolare Rθ, che rappresenta un angolo di inclinazione della parete 13, rispetto alla situazione di normalità, raggiunto e superato il quale si ritiene che la parete 13 stessa abbia subito una variazione strutturale rilevate. Il valore di soglia angolare Rθ è inferiore ad 1°, ossia 0,0175 rad, ed in particolare è pari a 0.5°, ossia 0.0087 rad. The memory 3 also stores a time value THQ sufficiently large, i.e. of such an extent that it can be assumed that a seismic shock will run out after a period of time equal to THQ from the detection of a wave P or S. Advantageously, the value of THQ time is at least 180 seconds. Furthermore, the memory 3 stores an angular threshold value Rθ, which represents an inclination angle of the wall 13, with respect to the normal situation, reached and exceeded which it is believed that the wall 13 itself has undergone a detected structural variation. The angular threshold value Rθ is less than 1 °, ie 0.0175 rad, and in particular it is equal to 0.5 °, ie 0.0087 rad.

Il microcontrollore 7 è configurato per funzionare secondo il diagramma a stati descritto qui di seguito con riferimento alla figura 3, diagramma che di fatto esprime un metodo per segnalare variazioni di inclinazione di una parete di un edificio in seguito ad una scossa sismica. The microcontroller 7 is configured to operate according to the state diagram described below with reference to Figure 3, a diagram which actually expresses a method for signaling changes in the inclination of a wall of a building following a seismic shock.

Quando il dispositivo 1 viene acceso, per esempio premendo a lungo il pulsante 8, l’accelerometro 2 si accende per acquisire periodicamente, alla frequenza FS, una terna di campioni di accelerazione ed il microcontrollore 7 si porta in uno stato di inizializzazione 100, in cui legge una sequenza iniziale di terne di campioni di accelerazione dall’accelerometro 2 alla stessa frequenza con cui vengono fornite dall’accelerometro 2 e, sulla base di questa sequenza iniziale di campioni effettua una stima del vettore gravitazionale iniziale Gi. Per esempio, la sequenza iniziale di campioni di accelerazione comprende un numero di terne di campioni almeno pari a 100. When the device 1 is turned on, for example by pressing the button 8 for a long time, the accelerometer 2 turns on to periodically acquire, at the frequency FS, a triad of acceleration samples and the microcontroller 7 goes into an initialization state 100, in which reads an initial sequence of triples of acceleration samples from accelerometer 2 at the same frequency with which they are provided by accelerometer 2 and, on the basis of this initial sequence of samples, makes an estimate of the initial gravitational vector Gi. For example, the initial sequence of acceleration samples includes a number of triples of samples equal to at least 100.

Quando il vettore gravitazionale iniziale Gi è pronto, il microcontrollore 7 si porta in uno stato di stand-by 200, in cui è sostanzialmente inattivo, ossia si attiva soltanto ogni ora per controllare lo stato della batteria 9 ed ogni minuto per segnalare, tramite i LED 11, lo stato della batteria e lo stato di funzionamento del dispositivo 1. When the initial gravitational vector Gi is ready, the microcontroller 7 goes into a stand-by state 200, in which it is substantially inactive, i.e. it is activated only every hour to check the state of the battery 9 and every minute to signal, through the LED 11, battery status and device operating status 1.

L’accelerometro 2 continua l’acquisizione di terne di campioni di accelerazione alla frequenza FS e non appena rileva una terna avente un campione di valore Am maggiore del, o uguale al, valore di soglia AN, genera l’evento che attiva il microcontrollore 7. Il microcontrollore 7 una volta attivatosi, commuta in uno stato di rilevamento 300, in cui esegue le elaborazioni raffigurate nel diagramma di flusso della figura 4, riassunte qui di seguito. The accelerometer 2 continues the acquisition of triad of acceleration samples at the frequency FS and as soon as it detects a triad having a sample of value Am greater than, or equal to, the threshold value AN, it generates the event that activates the microcontroller 7 Once activated, the microcontroller 7 switches into a detection state 300, in which it performs the processing shown in the flow diagram of Figure 4, summarized below.

Nello stato di rilevamento 300, il microcontrollore 7 legge la terna di campioni di accelerazione fornita dall’accelerometro 2 (blocco 310 della figura 4), che è la terna di campioni avente un campione che raggiunge o supera il valore di soglia AN, ed elabora la terna di campioni di accelerazione letta per ottenere una componente verticale di accelerazione Av, parallela al vettore gravitazionale iniziale Gi, ed una componente orizzontale di accelerazione Ao, parallela ad un piano ortogonale al vettore gravitazionale iniziale Gi (blocco 320). In the sensing state 300, the microcontroller 7 reads the triad of acceleration samples provided by the accelerometer 2 (block 310 of Figure 4), which is the triad of samples having a sample that reaches or exceeds the threshold value AN, and processes the triad of acceleration samples read to obtain a vertical acceleration component Av, parallel to the initial gravitational vector Gi, and a horizontal acceleration component Ao, parallel to a plane orthogonal to the initial gravitational vector Gi (block 320).

Le componenti verticale Av e orizzontale Ao vengono prima confrontate con i relativi valori di soglia APv e APo (blocco 330). Se entrambe le componenti verticale Av e orizzontale Ao sono maggiori dei, o uguali ai, valori di soglia APv e APo (uscita SI blocco 330), allora significa che è stata rilevata una onda P, cioè un onda sismica volumetrica longitudinale; altrimenti, cioè se non viene rilevata alcuna onda P (uscita NO del blocco 330), le componenti verticale Av e orizzontale Ao vengono confrontate con i relativi valori di soglia ASv e ASo (blocco 340). Se entrambe le componenti verticale Av e orizzontale Ao sono maggiori dei, o uguali ai, valori di soglia ASv e ASo (uscita SI blocco 340), allora significa che è stata rilevata una onda S, cioè un‘onda sismica volumetrica trasversale; altrimenti, cioè se non viene rilevata neanche un’onda S, (uscita NO blocco 340), il microcontrollore 7 commuta stato per ritornare nello stato di stand-by 200, allo scopo di ridurre allo stretto necessario il consumo di energia elettrica del dispositivo 1. The vertical components Av and horizontal Ao are first compared with the relative threshold values APv and APo (block 330). If both the vertical components Av and the horizontal Ao are greater than, or equal to, the threshold values APv and APo (output SI block 330), then it means that a wave P has been detected, ie a longitudinal volumetric seismic wave; otherwise, ie if no wave P is detected (output NO of block 330), the vertical components Av and horizontal Ao are compared with the relative threshold values ASv and ASo (block 340). If both the vertical components Av and the horizontal Ao are greater than, or equal to, the threshold values ASv and ASo (output SI block 340), then it means that an S wave has been detected, ie a transverse volumetric seismic wave; otherwise, that is, if not even an S wave is detected, (output NO block 340), the microcontroller 7 switches state to return to the stand-by state 200, in order to reduce the electrical energy consumption of the device 1 to the strict minimum. .

Quando viene rilevata un’onda P, il microcontrollore 7 commuta nello stato di allarme 400, in cui comanda il segnalatore acustico 4 per generare un primo segnale di allarme acustico, ad esempio con frequenza di 3400 Hz, intermittente ad una frequenza di intermittenza F1 pari, per esempio, a 2 Hz. Quando, invece, viene rilevata un’onda S, il microcontrollore 7 commuta nello stato di allarme 500, in cui in cui comanda il segnalatore acustico 4 per generare un secondo segnale di allarme acustico avente, ad esempio, la stessa frequenza, ma intermittente ad una frequenza di intermittenza F2 inferiore alla frequenza F1, particolare per esempio pari alla metà della frequenza F1 (1 Hz). When a P wave is detected, the microcontroller 7 switches to the alarm state 400, in which it controls the acoustic signal 4 to generate a first acoustic alarm signal, for example with a frequency of 3400 Hz, intermittent at an intermittent frequency F1 equal , for example, at 2 Hz. When, on the other hand, an S wave is detected, the microcontroller 7 switches to the alarm state 500, in which it controls the acoustic signal 4 to generate a second acoustic alarm signal having, for example , the same frequency, but intermittent at an intermittence frequency F2 lower than the frequency F1, in particular for example equal to half the frequency F1 (1 Hz).

Il microcontrollore 7 rimane nello stato di allarme 400 o 500, lasciando attivo il segnalatore acustico 4 per generare il rispettivo segnale di allarme acustico, per un intervallo temporale di durata pari al valore di tempo THQ. Trascorso l’intervallo temporale, il microcontrollore 7 si porta nello stato di verifica di tilt 600, in cui sostanzialmente verifica se la parete 13 si è spostata, ed in particolare inclinata, in seguito alla scossa sismica. The microcontroller 7 remains in the alarm state 400 or 500, leaving the acoustic signal 4 active to generate the respective acoustic alarm signal, for a time interval equal to the time value THQ. After the time interval has elapsed, the microcontroller 7 goes into the state of verification of tilt 600, in which it substantially checks whether the wall 13 has moved, and in particular inclined, following the seismic shock.

Durante lo stato di verifica di tilt 600, il microcontrollore 7 legge un’ulteriore sequenza di terne di campioni di accelerazione dall’accelerometro 2, sempre alla frequenza FS con cui vengono fornite dall’accelerometro 2, e, sulla base di questa ulteriore sequenza di campioni, effettua una stima del vettore gravitazionale attuale Gc. Poi, il microcontrollore 7 determina l’angolo θ formato tra il vettore gravitazionale iniziale Gi e il vettore gravitazionale attuale Gc e lo confronta con il valore di soglia angolare Rθ. During the state of tilt verification 600, the microcontroller 7 reads a further sequence of triads of acceleration samples from the accelerometer 2, again at the frequency FS with which they are supplied by the accelerometer 2, and, on the basis of this further sequence of acceleration samples, makes an estimate of the current gravitational vector Gc. Then, the microcontroller 7 determines the angle θ formed between the initial gravitational vector Gi and the current gravitational vector Gc and compares it with the angular threshold value Rθ.

Se l’angolo θ è inferiore al valore di soglia angolare Rθ, allora il microcontrollore 7 si riporta nello stato di stand-by 200. Se l’angolo θ è maggiore del, o uguale al, valore di soglia angolare Rθ, allora il microcontrollore 7 entra in uno stato di allarme 700, in cui comanda il segnalatore luminoso 6 per generare un segnale di allarme luminoso, per esempio accendendo il LED 6 in modo permanente, e poi rimane inattivo in attesa di una pressione del pulsante 8 da parte di un utente. La pressione del pulsante 8 durante lo stato di allarme 700 provoca il riavvio (“restart”) del dispositivo 1, ossia riporta il microcontrollore 7 nello stato di inizializzazione 100. If the angle θ is less than the angular threshold value Rθ, then the microcontroller 7 returns to the stand-by state 200. If the angle θ is greater than, or equal to, the angular threshold value Rθ, then the microcontroller 7 enters an alarm state 700, in which it commands the luminous indicator 6 to generate a luminous alarm signal, for example by turning on the LED 6 permanently, and then remains inactive waiting for a button 8 to be pressed by a user. Pressing the button 8 during the alarm state 700 causes the restart of the device 1, that is, it brings the microcontroller 7 back to the initialization state 100.

Secondo una ulteriore forma di attuazione non illustrata della presente invenzione, il dispositivo 1 comprende una luce di servizio che viene attivata dal microcontrollore 7 durante la permanenza negli stati di allarme 400 e 500. According to a further not illustrated embodiment of the present invention, the device 1 comprises a service light which is activated by the microcontroller 7 during the permanence in the alarm states 400 and 500.

Secondo ulteriori forme di attuazione non illustrate della presente invenzione, il dispositivo 1 comprende una o più delle seguenti caratteristiche: According to further not illustrated embodiments of the present invention, the device 1 comprises one or more of the following characteristics:

- una bussola triassiale per acquisire dati di orientamento del dispositivo 1 rispetto ai punti cardinali da associare alle terne di campioni di accelerazione relative alle onde sismiche rilevate in modo da poter poi determinare la direzione di arrivo delle onde sismiche rispetto al dispositivo 1; - a triaxial compass for acquiring orientation data of the device 1 with respect to the cardinal points to be associated with the triads of acceleration samples relating to the seismic waves detected in order to then be able to determine the direction of arrival of the seismic waves with respect to the device 1;

- una memoria aggiuntiva, per esempio removibile (scheda SD), per registrare e storicizzare i dati acquisiti dal dispositivo 1 (campioni di accelerazione e orientamento relativi alle onde P ed S), allo scopo di permettere successive analisi off-line delle scosse sismiche rilevate; - an additional memory, for example removable (SD card), to record and historicize the data acquired by the device 1 (acceleration and orientation samples relating to the P and S waves), in order to allow subsequent off-line analysis of the seismic tremors detected ;

- un modulo GSM/GPRS per inviare, in tempo reale, i dati raccolti dal dispositivo 1 ed SMS di allarme ad un server remoto, offrendo così un contributo importante alle autorità preposte alla protezione della popolazione, ad esempio il Dipartimento della Protezione Civile (Italia); - a GSM / GPRS module to send, in real time, the data collected by device 1 and alarm SMS to a remote server, thus offering an important contribution to the authorities responsible for the protection of the population, for example the Department of Civil Protection (Italy );

- un modulo Ethernet per poter configurare il dispositivo 1 attraverso un collegamento internet; e - an Ethernet module to be able to configure the device 1 through an internet connection; And

- un modulo wireless per collegare comunicativamente tra loro più dispostivi 1 fissati all’edificio a diverse altezze dal suolo per avere dati che permettono di capire come la struttura dell’edificio reagisce alla scossa sismica. - a wireless module to communicate with each other several devices 1 fixed to the building at different heights from the ground to have data that allow you to understand how the structure of the building reacts to the earthquake.

Benché l’invenzione sopra descritta faccia particolare riferimento ad un esempio di attuazione ben preciso, essa non è da ritenersi limitata a tale esempio di attuazione, rientrando nel suo ambito tutte quelle varianti, modifiche o semplificazioni che risulterebbero evidenti al tecnico esperto del settore, quali ad esempio dei contatti relay dedicati per collegare un segnalatore acustico esterno al dispositivo 1. Although the invention described above makes particular reference to a very precise example of embodiment, it is not to be considered limited to this example of embodiment, since all those variants, modifications or simplifications that would be evident to those skilled in the art, such as for example dedicated relay contacts to connect an external buzzer to device 1.

Il principale vantaggio del dispositivo 1 e del corrispondente metodo sopra descritti è la tempestività di segnalazione del sisma, in quanto rileva l’onda P che arriva prima della successiva e più distruttiva onda S. Nonostante, le onde sismiche si propaghino a velocità molto elevate (qualche km/s), possono trascorrere alcuni secondi tra l’arrivo dell’onda P e l’arrivo dell’onda S che possono essere sufficienti per attivare le prime procedure di messa in sicurezza delle persone. The main advantage of the device 1 and of the corresponding method described above is the timeliness of signaling the earthquake, as it detects the P wave that arrives before the next and more destructive S wave. However, the seismic waves propagate at very high speeds ( a few km / s), a few seconds may elapse between the arrival of the P wave and the arrival of the S wave, which may be sufficient to activate the first safety procedures for people.

Il dispositivo 1 si rivela molto utile nel rassicurare quelle persone che hanno da poco vissuto un evento sismico e che, per questo motivo, hanno la cosiddetta “ansia da scossa”, cioè che credono di sentire continuamente delle scosse anche se non è in atto alcun terremoto. Il dispositivo 1 fornisce inoltre una conferma in tempo reale dell’effettivo verificarsi di un evento sismico. Device 1 proves to be very useful in reassuring those people who have recently experienced a seismic event and who, for this reason, have the so-called "shock anxiety", that is, who believe they are continually feeling shocks even if no earthquake. Device 1 also provides real-time confirmation of the actual occurrence of a seismic event.

Il dispositivo 1 permette inoltre di segnalare l’onda S, quando la precedente onda P non viene rilevata perché giunge al dispositivo 1 con un’intensità troppo debole, a causa, per esempio, di una particolare struttura dell’edificio, garantendo così di segnalare comunque la scossa sismica. The device 1 also allows signaling the S wave, when the previous P wave is not detected because it reaches the device 1 with too weak an intensity, due, for example, to a particular structure of the building, thus ensuring to signal however the earthquake.

Inoltre, il dispositivo 1 è facile da installare perché non richiede alcuna operazione di calibrazione da parte dell’utente, in quanto è in grado auto calibrarsi velocemente rispetto alla verticale durante lo stato di inizializzazione 100. La capacità di auto calibrazione permette poi di verificare e segnalare in modo affidabile l’eventuale variazione di inclinazione, dovuta ad una scossa sismica, della parete 13 su cui è fissato il dispositivo 1. Furthermore, the device 1 is easy to install because it does not require any calibration by the user, as it is able to self-calibrate quickly with respect to the vertical during the initialization state 100. The self-calibration capability then allows to verify and reliably signal any variation in inclination, due to a seismic shock, of the wall 13 on which the device 1 is fixed.

Infine, il dispositivo 1 permettere di segnalare la variazione di inclinazione della parete 13 in maniera indipendente dal tipo di onda sismica (P o S) che viene rilevata e segnalata. Finally, the device 1 makes it possible to signal the variation in inclination of the wall 13 independently of the type of seismic wave (P or S) which is detected and signaled.

Claims

CLAIMS 1. A method for reporting changes in the inclination of a building wall following an earthquake, the method comprising: - fix to the wall (13), at a certain height from the ground, an electronic device (1) comprising memory means (3) and a triaxial accelerometer (2), and in particular a triaxial MEMS accelerometer, to acquire triples of samples of acceleration along three own axes orthogonal to each other; - storing, in memory means (3), at least two acceleration threshold values (APv, APo, ASv, ASo) which represent vertical and horizontal acceleration values characteristic of a volumetric seismic wave with a certain intensity and a value of angular threshold (Rθ); - acquire, through the accelerometer (2), a first sequence of triads of acceleration samples; - estimating an initial gravitational vector (Gi) with respect to said three axes on the basis of the first sequence of triples of acceleration samples; - periodically acquire, through the accelerometer (2), a triad of acceleration samples; - elaborate said triad of acceleration samples to obtain a vertical acceleration component (Av), parallel to the initial gravitational vector (Gi), and a horizontal acceleration component (Ao), parallel to a plane orthogonal to the initial gravitational vector (Gi) ; - detecting an event defined by when the vertical and horizontal acceleration components (Av, Ao) become greater than, or equal to, the relative two acceleration threshold values (APv, APo, ASv, ASo); - after a period of time (THQ) predetermined by said event, acquire, through the accelerometer (2), a second sequence of triads of acceleration samples; - estimating a current gravitational vector (Gc) with respect to said three axes on the basis of the second sequence of triples of acceleration samples; - determine an angle (θ) formed between the initial gravitational vector (Gi) and the current gravitational vector (Gc); And - generate an alarm signal if said angle (θ) is greater than or equal to the angular threshold value (Rθ).

Method according to claim 1, wherein said alarm signal is a light signal generated by light signaling means (6).

Method according to claim 1 or 2, wherein said at least two acceleration threshold values (APv, APo, ASv, ASo) are experimentally obtained by simulating, by means of a seismic table, at least one volumetric seismic wave of local magnitude, according to Richter scale, between 3 and 4.

Method according to claim 1 to 3, wherein said period of time (THQ) is of such an extent that it can be assumed that said seismic shock will end after this period of time (THQ).

Method according to claim 1 to 4, wherein said time period (THQ) is greater than, or equal to, 180 seconds.

6. Method according to claim 1 to 5, periodically acquire, through the accelerometer (2), a triad of acceleration samples includes: - acquire, from the accelerometer (2), triples of acceleration samples continuously according to a predetermined frequency (FS); And - provide, from the accelerometer (2), a triad of acceleration samples when at least one sample of this triad has a value (Am) greater than a further acceleration threshold value (AN).

Method according to claim 6, wherein said further acceleration threshold value (AN) is greater than 0.069 m / s <2>.

Method according to claim 1 to 7, wherein said angular threshold value (Rθ) is less than 0.0175 rad.

9. Electronic device to signal changes in the inclination of a wall (13) of a building following a seismic shock, comprising a box (12) that can be fixed to a wall (13) of a building and housed inside the box ( 12), a triaxial accelerometer (2), and in particular a triaxial MEMS accelerometer, to acquire triaxes of acceleration samples along three own orthogonal axes, memory means (3), light signaling means (6) and processing means and control (7), which are configured to implement the method according to one of claims 1 to 8.