Taller corresponent a la XVIII TROBADA DE PROFESSORAT DE CIÈNCIES DE LA TERRA I DEL MEDI AMBIENT DEL BATXILLERAT

1. Taller 8:
Geofisica: Auscultem la Terra

2. Donat el caràcter i la finalitat exclusivament docent i eminentment il·lustrativa de
les explicacions a classe d’aquesta presentació, l’autor s’acull a l’article 32 de la
Llei de propietat intel·lectual vigent respecte de l’ús parcial d’obres alienes com a
ara imatges, gràfics o altre material contingudes en les diferents diapositives.
Dado el carácter y la finalidad exclusivamente docente y eminentemente ilustrativa
de las explicaciones en clase de esta presentación, el autor se acoge al artículo 32
de la Ley de Propiedad Intelectual vigente respecto al uso parcial de obras ajenas
como imágenes, gráficos u otro material contenidos en las diferentes diapositivas.
Given the nature and educational purposes of this presentation and to illustrate the
explanations at class, the author invokes Article 32 of the Spanish Copyright Act
applied in respect the use of partial works of others such as images, graphics or other
material that can be contained in different slides of this presentation.

3. Taller 8
Auscultem La Terra
XVIII Trobada de Professors de CCTiMA de Batxillerat
Alex Marcuello, Juanjo Ledo, Anna Martí i Pilar Queralt
Dept. Dinàmica de la Terra i de l’Oceà. Institut Geomodels. UB

4. • Objectius del taller
• Introducció
• Aplicacions de mòbil
• Exemples (g, B, v)
• Discussió

5. Objectius del taller
Presentar algunes de les oportunitats
que ofereixen els mòbil per a l’estudi
de CCTiMA

6. Introducció
En aquest taller ens centrarem en
l’aprofitament dels sensors que tenen
els mòbils (acceleròmetres i
magnetòmetres entre altres) per
introduir els camps gravitatori i
geomagnètic, així com els terratrèmols.

7. Camp Gravitatori (‘gravetat’)
g=9,8 m/s2
Variacions espacials:
- latitud (entre 9,780 al pol i 9,832 m/s2
a l’equador)
- altura (disminueix 0,003 m/s2 per km)
- estructures geològiques (<0,001 m/s2)
Variacions temporals:
- marees (< 0,0002 m/s2)

8. Camp Geomagnètic
B= (25, 0, 37) µT ; |B| = 45 µT
Variacions naturals
Espacials
- |B| entre 23-67 µT
- estructures geològiques (< 1µT)
Temporals (**mireu annex)
- Camp extern (< 1 µT) i intern (> 1 µT)
Variacions artificials (>100 µT) !

9. Terratrèmols
Les acceleracions més grans registrades
són de pocs g (ex. Tōhoku ! 3g)
Està limitada per la resolució del sensor,
encara que és suficient.
Velocitats
vp ~ 1-10 km/s ! en 1 ms recorre 10-1 m!

10. Els mòbils tenen uns sensors que es
basen en la tecnologia MEMS
(‘MicroElectroMechanical Systems’).
En aquest taller treballarem amb dos
d’ells: els magnetòmetres i els
acceleròmetres (que poden servir de
gravímetres).

11. Aplicacions de mòbil
Android
(& iPhone) entre d’altres...

12. Obrint AndroSensor
(les aplicacions per a iPhone són equivalents)

13. Obrint AndroSensor

14. Obrint AndroSensor

15. Obrint AndroSensor

16. Obrint AndroSensor

17. Exemples
(o més bé, propostes)

18. Gravimetria
1. Col·loqueu els mòbils sobre la taula.
2. Executeu l’aplicació en els telèfons.
3. Identifiqueu els components X, Y i Z de
la gravetat. Anivelleu el mòbil de
manera que els components X i Y siguin
molt més petits que el Z.
4. Seleccioneu un interval de gravació d’1
s i pitjant el botó vermell, registreu
durant uns 20 s.

19. 5. Utilitzant un full de càlcul, calculeu la
mitjana i la desviació estàndard per
tenir una idea de la qualitat de la dada.
6. Doneu el resultat. Compareu la
desviació estàndard amb la precisió del
sensor que indica el fabricant.
Geomagnetisme
1. Repetiu el procediment amb el camp
magnètic (anivelleu de manera que el
component Y sigui molt petit).

20. Sismologia
1. Col·loqueu els mòbils a llarg de la taula,
separats entre ells la mateixa distància i
deixant amb els extrems de la taula uns
30 cm. Etiqueteu cada telèfon amb un
Post-It. (S'ha d'incloure aquesta
etiqueta en el fitxer generat pel mòbil).
2. Executeu l’aplicació en els mòbils.
3. Doneu un copet a l’extern de la taula i
observeu com apareix l’acceleració
lineal en els diferents telèfons.

21. 4. Comenceu el procés d’adquisició pitjant
el botó vermell. Doneu tres copets a
l’extrem de la taula. Comproveu que
tots els mòbil registren els senyals.
5. Atureu el procés d'adquisició. Salveu el
fitxer amb format .csv; poseu l’ordre
que ocupava el mòbil en la taula amb
dos xifres com a nom (ex., 03.csv).
6. Compartiu els fitxers (amb un correu-e,
ex. Taller8.CCTiMA@gmail.com).

22. 7. Ajunteu tots els fitxers enviats en un
mateix ordinador.
8. Utilitzant un full de càlcul, representeu
gràficament un dels component de les
acceleracions mesurades i el temps.
Recordeu de posar unitats i etiquetes
als eixos. Atenció al format (punt o
coma decimal) i el símbol utilitzat com
a separador al fitxer csv.

23. 9. Si la resolució del temps mesurat ho
permet (≤ 0,001s), estimeu la velocitat
de propagació de les ones a partir de la
primera arribada.
(Atenció a la sincronització!)

24. Discussió
1. Quines dificultats us heu trobat i quines
en preveieu?
2. Suggeriments de millora
3. Altres usos:
https://youtu.be/heYt7GUOxbk

25. Annex (variacions temporals del camp B)
10-3
100
103
106
109
1012
1015
segons
atmosfèriques
pulsacions
badies
diürna
recurrència de les tempestes
semi-anual
cicle solar
variació secular
inversions de polaritat
esdeveniments
èpoques
EXTERNES
INTERNES
ASSOCIADES AL CAMP INTERN:
1- Seculars
~ 10nT/any ( màx. 150nT/a)
Decl. o Incl. ~ 6-10’/any
2- Inversions
~ 50µT
ASSOCIADES AL CAMP EXTERN:
1- Periòdiques (12 , 24h; 1/2 , 1 any…)
~ 100nT
2- No periòdiques (tempestes)
~ 500nT
3- Pulsacions (0,1s – 10 min)
~ 0,1-10nT
Espectre de les variacions naturals
del camp geomagnètic

26. Bibliografia
Geofísica
Lowrie, W. 2007. Fundamentals of geophysics. 2nd edition. Cambridge
University Press, Cambridge, UK, 381 pàg.
Mussett, A. E. i Aftab Khan, M. 2000. Looking into the Earth. Cambridge
University Press, Cambridge, UK, 496 pàg.
Ús dels mòbils a classe
(consultat el 24.gener.2018)
www.science-on-stage.de/download_unterrichtsmaterial/iStage_2_Smartphones_in_Science_Teaching.pdf