Gravímetro

Gravímetro

Gravímetro o gravitómetro és un instrument utilisat en gravimetria per a medir el camp gravitacional local de la Terra. Un gravímetro és un tipo d'accelerómetro especialisat en medir la constant acceleració descendent de la gravetat, la qual varia al voltant d'un 0.5% sobre la superfície terrestre. Encara que funcionen en el mateix principi de disseny dels accelerómetros, els gravímetros estan dissenyats per a ser més sensibles en la finalitat de medir els menuts canvis dins de la gravetat de la Terra de 1g, causats per estructures geològiques propenques o per la pròpia forma de la Terra. Esta sensibilitat significa que els gravímetros són susceptibles a vibracions externes incloent el soroll, el qual tendix a causar acceleració oscilatòria. En la pràctica, açò és contrarrestat per l'aïllament vibratorio integral i el processament de la senyal. Per lo general, les llimitacions en la resolució temporal són menors per als gravímetros, de tal forma que la resolució pot ser aumentada processant les senyes d'eixida en una major constant de temps. Els gravímetros usen la mida gal, en lloc de les mides comunes d'acceleració.

Els gravímetros s'utilisen en l'exploració de petròleu i minerals, sismologia, geodèsia, arqueologia, estudis d'aigües subterrànees, anàlisis geofísicos i atres investigacions geofísicas.

Existixen dos tipos de gravímetros: relatius i absoluts. Els absoluts medixen la gravetat local en unitats absolutes, els gals. Els relatius comparen el valor de la gravetat en un punt en relació en un atre. Estos deuen ser calibrats en una ubicació a on existixca un valor de gravetat exacte i conegut per a despuix ser transportats al lloc a on es desija realisar la llectura. Aixina, la gravetat és medida en abdós punts.

Gravímetros absoluts

Els primers gravímetros absoluts varen ser els péndoles que permeten conéixer el valor de la gravetat a través de la medició de periodos d'oscilació de la péndola. Estos instruments varen deixar d'amprar-se a mitan de 1900 quan s'escomencen a construir els primers gravímetros de caiguda lliure.

Hui en dia els gravímetros absoluts tenen una forma compacta per a facilitar el seu us en exteriors. Treballen medint l'acceleració d'una massa en caiguda lliure a través d'un buit mentres un accelerómetro està fix en el sol.

La massa inclou un retro reflector el qual travessa el fes d'un interferómetro Michelson. Es pot medir la velocitat de la massa contant els temps de les interferències. Un nou método consistix en “alçar i tirar” el qual llança la massa cap a dalt i medix les velocitats d'ascens i descens. Açò permet evitar alguns errors de llectura. Els gravímetros absoluts s'utilisen per a calibrar els gravímetros relatius i per a establir una ret de control vertical.

Gravímetros relatius

Els gravímetros relatius més comuns funcionen en resorts. S'utilisen en anàlisis gravitacionals d'àrees grans per a establir la figura del geoide sobre estes. Un gravímetro de resort és, bàsicament, una pesa penjant d'un resort en la qual es medix l'allargament d'est en la finalitat de conéixer la gravetat local. La resistència del resort deu ser calibrada ubicant l'instrument en un punt en una acceleració gravitacional coneguda.

Els gravímetros relatius més exactes són els gravímetros superconductores, que funcionen suspenent una esfera superconductora diamagnética de niobi gelada en heli líquit en un camp magnètic extremadament estable. La corrent necessària per a generar el camp magnètic en el qual està suspesa l'esfera de niobi és proporcional al camp gravitacional terrestre. El gravímetro superconductor alcança nivells extraordinaris d'exactitut fins a de un nanogal, és dir, la milèsima part d'una mil millonèsima de la gravetat terrestre. En una sorprenent demostració de l'exactitut del gravímetro superconductor, Virtanen (2006) descriu cóm un d'estos instruments ubicat en Metsähovi, Finlàndia, detecta l'increment gradual de la gravetat en la superfície mentres uns treballadors netegen la neu del sostre del seu laboratori.

També existixen els gravímetros relatius transportables, que ampren una plataforma d'inèrcia sumament estable per a compensar els efectes del moviment i la vibració, tot un guany d'ingenieria. Segons reportes, els primers gravímetros relatius transportables eren una tecnologia militar secreta desenrollada en les décades de 1950 a 1960 com a auxiliar en la navegació de submarins. Més alvance, en la década de 1980, estos gravímetros varen ser redissenyats pel sector civil per a ser usats en barcos, despuix en aeronàutica i, per últim, per a portar a terme anàlisis gravitatorios via satèlit.