Earthquake Network: un progetto di citizen science a livello globale per la rilevazione dei terremoti in tempo reale

A cura di Francesco Finazzi
Università degli Studi di Bergamo – Dipartimento di Ingegneria gestionale, dell’informazione e della produzione.
www.rivista.sis-statistica.org

Che i terremoti non si possano prevedere è cosa ben nota all’interno della comunità scientifica. Meno chiaro ed evidente è quali tecnologie possano essere messe in campo al fine di mitigare il rischio sismico nell’istante di accadimento di un terremoto. Se prevedere non è possibile, risulta invece tecnicamente fattibile rilevare un sisma in tempo reale in modo da allertare la popolazione potenzialmente coinvolta ma non ancora raggiunta dalle onde sismiche. Ciò è possibile grazie al fatto che le onde elettromagnetiche (quindi anche la rete internet) sono più veloci delle onde sismiche.

Su questo principio si basano i cosiddetti sistemi di Earthquake Early Warning (EEW), i quali sono basati su reti di sismometri in grado di rilevare il sisma in tempo reale. Sebbene promettenti, la diffusione dei sistemi EEW è principalmente limitata dai costi di implementazione e manutenzione, i quali sono nell’ordine delle decine di milioni di euro.

Al fine di valutare le fattibilità di un sistema EEW basato su smartphone, nel 2013 ha preso il via il progetto di ricerca Earthquake Network (www.earthquakenetwork.it). Il progetto si configura come un progetto di citizen science e consente a chiunque disponga di uno smartphone Android di partecipare in prima persona. Il sistema EEW implementato dal progetto è basato sull’applicazione Earthquake Network (https://goo.gl/avrcmw) e su un server di raccolta ed analisi dati.

L’applicazione consente di trasformare lo smartphone in un rilevatore di accelerazioni. Quando un’accelerazione fuori soglia è rilevata, un segnale è inviato al server con informazioni sulla posizione dello smartphone e sul tempo di rilevazione. Il server elabora in tempo reale i segnali smartphone e decide se un sisma si sta verificando. Se questo è il caso, il server allerta tramite gli smartphone le persone potenzialmente coinvolte nel sisma.

Poiché lo smartphone è ben lontano dall’essere un sismometro professionale e poiché è soggetto a rilevare l’attività antropica più che quella sismica, è importante che la rilevazione in tempo reale dei terremoti avvenga tenendo sotto controllo la probabilità di falso allarme. La rilevazione si basa quindi su un approccio statistico tramite il quale si modellizza prima il comportamento della rete smartphone in assenza di terremoti, e poi si definisce il test d’ipotesi tramite il quale avviene la rilevazione vera e propria. A rilevazione avvenuta, la tecnica di massima verosimiglianza è adottata per ottenere una stima preliminare dell’epicentro del sisma sulla base della posizione degli smartphone che lo hanno rilevato.

Ad oggi, il sistema ha permesso di rilevare in tempo reale più di 390 terremoti in tutto il mondo ed è attualmente l’unico sistema EEW funzionante basato su una rete smartphone. Il successo del sistema deriva dal fatto che lo smartphone svolge la duplice funzione di rilevatore e di ricevitore dell’allerta sismica. Ciò consente di fidelizzare i partecipanti al progetto, i quali mettono a disposizione uno strumento per la ricerca scientifica e ricevono in cambio un servizio utile per la loro sicurezza.