MAST e os sismógrafos

Foto: Sala da Sismologia no século XX/ Acervo MAST

No mês de abril, Observando o MAST destaca alguns instrumentos históricos utilizados nos estudos de sismologia no Observatório. Atuante em vários segmentos da ciência, a instituição conseguiu o seu primeiro sismógrafo no final do século XIX, em 1892, por intermédio do diretor Luiz Cruls que, após visitar os observatórios dos Estados Unidos e europeus alguns anos atrás, percebeu a necessidade de implementar a Astronomia Física no Brasil e incentivar a Física Terrestre. Essas ciências, hoje, são conhecidas como Astrofísica e Geofísica.

Segundo Henrique Morize, na publicação “Observatório Astronômico: Um século de história (1827-1927)”, o pêndulo tríplice de Ehlert foi usado principalmente em experiências para demonstrar como o solo, inclusive em áreas consideradas fixas, vibrava quase que regularmente. Instalado no andar térreo do Observatório, próximo à sala da biblioteca, no Morro do Castelo:

“Esse aparelho compreendia três pêndulos quase horizontais, aplicados cada um a um espelho vertical móvel de que lhe é solidário, contido o conjunto em uma caixa hermeticamente fechada por uma placa de vidro que deixa ver os espelhos, os quais podem ser orientados de tal maneira que um feixe de luz, disposto horizontalmente, mandava um delgado feixe luminoso que incida sobre cada espelho, passando através da placa de uma janela. O feixe refletido retrocedia e vinha incidir sobre um tambor encoberto com uma placa de papel fotográfico, animado de um movimento de rotação, e ali deixava um traço registrando a posição do espelho.”(MORIZE, 1987, p. 158)

Ainda de acordo com Morize:

“Sobre a caixa da lanterna, remetendo o feixe de luz inicial, havia uma chapa opaca, movida por um eletro-ímã acionado pela corrente enviada por um relógio que, de hora em hora, fechava a passagem da luz refletida, que assim apresentava uma solução de continuidade no diagrama e assim assinalava a hora. Cada espelho assinalava, muito aumentada, a largura dos traços causados pelo movimento do pêndulo e do espelho solidário. O pêndulo, situado inicialmente na direção N/S, marcava os movimentos da terra e do aparelho, quando esse movimento se produzia na vizinhança na direção perpendicular, isto é, de E para W, e os demais pêndulos, na direção perpendicular a SSW, e a SSE. Assim não havia posição inicial dos pêndulos que não estivessem em posição de registrar um abalo, qualquer que fosse a direção deste.” – (MORIZE, 1987, p. 158)

Havia um cilindro registrador para os pêndulos marcarem os seus traçados por uma faixa que era interrompida por um pequeno sinal a cada hora. A largura dos traços correspondia à intensidade do abalo sísmico. Quando o movimento detectado era forte, a faixa aparecia larga; por outro lado, quando havia repouso, o traçado era convertido a uma simples reta. Devido às suas limitações, com apenas seis meses de uso, o pêndulo precisou sair de cena (para o ingresso de um mais moderno). Infelizmente, o primeiro sismógrafo do Observatório não integra o acervo MAST, aliás, o seu destino permanece um mistério.

Considerado mais eficiente nas leituras sísmicas, o novo sismógrafo apresentava uma estrutura mais simples. O aparelho conhecido como Omori, em referência ao seu inventor japonês – o sismólogo Fusakichi Omori, permitiu ao Observatório ampliar os seus estudos na área. Mais tarde, outros instrumentos foram incorporados à instituição.

Foto: Parte do aparelho do tipo Maincka usado pelo ON no século XX.

De uma forma geral, esses sismógrafos são aparelhos com mecanismos dinâmicos estáveis, com movimento próprio conhecido, e que são animados de movimento relativo quando a plataforma que os suporta é atingida pelo tremor. Dentro do sistema pendular, os sismógrafos podem apresentar três tipos distintos. São eles: os pêndulos verticais, como os do modelo Vincent; os pêndulos horizontais, dos modelos Milne Shawl, Omori, Maincka, Zollner-Galitzin e; finalmente, os pêndulos invertidos, como os Wiechert.

Na busca por equipamentos ainda mais precisos, o Observatório recorreu a um modelo bastante utilizado no exterior. Apesar da aparente imponência do sismógrafo Maincka, com massa superior a 420 kg, o aparelho foi desbancado por um de apenas 454 gramas.

Na nova sede administrativa do Observatório Nacional, no Morro São Januário, em 1922, foi instalado o sismógrafo Milne Shaw pelo astrônomo Alix de Lemos que, tornou-se responsável pela área de sismologia, inclusive, pela modernização da mesma com a introdução de outros instrumentos. De acordo com o Sodré Gama, através desse equipamento, o Observatório conseguiu obter importantes registros sísmicos em 1929.

Foto: Sismógrafo Milne Shaw (modelo) em exposição na sala amarela da Reserva Técnica do MAST/ Crédito: Renata Bohrer

“No decurso do anno de 1929 foram registrados 138 sismos (terremotos) e devidamente estudados e reduzidos, trabalho que será publicado brevemente. O pendulo 15 de Milne Shaw, teve necessidade de ser rectificado uma vez sómente. A invariabilidade das constantes instrumentaes foi convenientemente conservada.” – (Relatório do ON, 1929, Sodré Gama).

Foto: Registros históricos de abalos sísmicos no Brasil feito pelo ON.

De acordo com o astrônomo Muniz Barreto, as atividades de sismologia eram exclusivas do Observatório.

“Embora o setor de Sismologia do Observatório Nacional tenha levado muito tempo para atingir um desenvolvimento comparável aos demais setores da instituição, ele representou, por muitos anos, a única atividade sismológica no país.” – (BARRETO, 1987, p.188)

O setor de sismologia do Observatório segue em atividade, porém, não é mais o único no Brasil especializado nesse assunto. Ao longo desses anos, a instituição adquiriu novos equipamentos. Uma curiosidade sobre o serviço está no fato dele permanecer, em parte, no mesmo local de origem. Erguido em 1920, o prédio histórico do Museu de Astronomia e Ciências Afins (MAST)  já foi a sede administrativa do ON.

Foto: Registrador portátil./ crédito: Renata Bohrer

Observando o MAST, você encontra na Sala da Reserva Técnica do MAST (sala verde) muitos instrumentos relacionados aos estudos de geofísica, entre eles, aparelhos para as atividades de sismologia. Na sala (amarela), ao fundo, está o sismógrafo Maincka (de fabricação J & A. Bosch). Foi localizado em um dos armários, da sala verde clara, um modelo de sismógrafo Milne Shawl. Na sala verde, no armário, é possível ver um registrador portátil (do fabricante Teledyne Geotech) – usado para observar e armazenar dados sísmicos e dois sismômetros horizontais.

Referências bibliográficas:

Morize, Henrique. Observatório Astronômico: um século de história (1827-1927). Rio de Janeiro: Museu de Astronomia e Ciências Afins: Salamandra, 1987.
Pesquisa Coordenação de Museologia do MAST

Barreto, Luiz Muniz. Observatório Nacional – 160 anos de história. Rio de Janeiro, CNPq/Observatório Nacional, 1987.

Gama, Lélio Itapuambyra. Relatório do Sesquicentenário do Observatório Nacional. Série Ciência e Memória, Rio de Janeiro, CNPq/Observatório Nacional, 1997.

Gama, Sebastião Sodré. Relatório do Observatório Nacional apresentado ao Ministério de Estado da Agricultura , Industria e Commercio, 1929.

Videira, Antonio Augustos Passos. Henrique Morize e o ideal da ciência pura na República Velha, Rio de Janeiro, Editora FGV, 2003.

“Exposição Sismologia”, do Museu de Astronomia e Ciências Afins. Material cedido pela Coordenação de Museologia do MAST.

Granato, Marcus. Imagens da Ciência: O Acervo do Museu de Astronomia e Ciências Afins, 2010.

https://books.google.com.br/books?id=woqikh4l1RMC&pg=PA31&lpg=PA31&dq=pendulo+ehlert&source=bl&ots=HRvLNoTKKs&sig=sKd_Cxx6fx1WV3HwVCO3APqXgYQ&hl=pt-BR&sa=X&ved=0ahUKEwjH-8m5_NHLAhWClh4KHSl1DM8Q6AEIJTAC#v=onepage&q=pendulo%20ehlert&f=false

http://musee-sismologie.unistra.fr/english/the-collection-seismology/3-mainka/

http://musee-sismologie.unistra.fr/collections/les-collections-de-sismologie/1-rebeur-ehlert/

http://www.ign.es/ign/resources/sismologia/publicaciones/Catalogosismografos.pdf

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http://slideplayer.fr/slide/3400571/

http://gertrude.region-alsace.eu/gertrude-diffusion/recherche/globale?start=1&texte=Repro.+Inv.+C.+Menninger

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http://geofisicabrasil.com/historico/117-documento/3405-fusakichi-omori-o-pai-da-sismologia-moderna-japonesa.html

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