beyond the surface
Prospezione Geoelettrica
Obiettivi
La prospezione sismica a rifrazione consente di:
individuazione di infiltrazioni idriche, perdite da sottoservizi e zone di terreno imbibito;
Ricerca e caratterizzazione geometrica di acquiferi e falde idriche.
Rilevamento di cavità naturali (sinkholes, grotte) o di origine antropica (gallerie, cisterne).
Mappatura strutture sepolte in ambiti ingegneristici e geoarcheologici.
Definizione della stratigrafia e identificazione di superfici di scivolamento in aree in frana;
Caratterizzazione di siti potenzialmente contaminati e perimetrazione di discariche.
Principio del metodo
La tomografia di resistività elettrica (ERT – Electrical Resistivity Tomography), detta anche tomografia geoelettrica o prospezione geoelettrica multielettrodo, è una tecnica di indagine geofisica non invasiva che consente di ricostruire la distribuzione spaziale della resistività elettrica del sottosuolo attraverso misure eseguite in superficie. Il metodo si basa sull’immissione nel terreno di corrente elettrica continua o alternata a bassa frequenza (60–120 Hz) tramite una coppia di elettrodi di corrente (A e B) e sulla misura della differenza di potenziale che si genera tra due elettrodi di misura (M e N).
Dalla relazione ρa = K · ΔV / I, dove K è il fattore geometrico dipendente dalla posizione reciproca degli elettrodi, si calcola la resistività apparente del sottosuolo. L’insieme di migliaia di misurazioni, acquisite automaticamente variando le combinazioni degli elettrodi, viene elaborato con software di inversione per ottenere sezioni 2D o volumi 3D della resistività reale del sottosuolo.
La resistività elettrica è strettamente correlata alle proprietà fisiche dei materiali: la porosità, il contenuto d’acqua e la salinità dei fluidi interstiziali sono i principali fattori che la determinano.
Terreni saturi o imbibiti d’acqua presentano bassa resistività, mentre terreni asciutti, rocce compatte, cavità e strutture artificiali mostrano valori elevati.Questa sensibilità rende la tecnica particolarmente efficace per il riconoscimento di infiltrazioni idriche, falde acquifere, cavità naturali o antropiche, strutture sepolte e piani di scivolamento.
Configurazioni elettrodiche
Le principali configurazioni elettrodiche utilizzate sono Wenner, Wenner-Schlumberger e Dipolo- Dipolo. La configurazione Dipolo-Dipolo è particolarmente sensibile alle variazioni laterali di resistività, con elevata risoluzione orizzontale, e risulta la più adatta per l’individuazione di anomalie verticali e strutture sepolte.
Le configurazioni Wenner e Wenner-Schlumberger sono invece più sensibili alle variazioni verticali della stratigrafia. La scelta dell’array viene effettuata in funzione degli obiettivi dell’indagine e delle condizioni al contorno del sito.
L’ERT 3D prevede la disposizione degli elettrodi su griglie regolari o geometrie complesse (a L, U, perimetrale) con acquisizione di quadrupoli allineati e incrociati; il volume di dati ottenuto viene invertito con software tridimensionali dedicati.
Strumentazione
Le acquisizioni vengono eseguite con il georesistivimetro digitale multicanale MAE X612EM+ (M.A.E. S.r.l.) con 96 canali integrati.
Lo strumento è una piattaforma di acquisizione automatica all-in-one che integra il generatore di corrente (potenza nominale 250 W, espandibile a 600 W), la sezione di misura multicanale e un’unità di controllo con display LCD touchscreen a colori da 12,2″. La gestione
degli elettrodi è completamente automatizzata: il sistema commuta le combinazioni quadripolari (corrente e potenziale) senza intervento manuale, consentendo l’acquisizione simultanea sulla quasi
totalità dei canali con drastica riduzione dei tempi di campagna.
La funzione “preview” consente la visualizzazione in tempo reale della pseudosezione di resistività apparente direttamente in campo, permettendo la verifica immediata della qualità del dato acquisito. I dati vengono salvati su memoria interna Disk on Module o su supporto USB.
In caso di pavimentazioni o superfici dure vengono impiegati elettrodi speciali in acciaio inox a piastra quadrata con spugnette imbevute di soluzione salina.
Lo strumento è conforme alle direttive CE di compatibilità elettromagnetica (89/336/CE) e bassa tensione (73/23/CE). L’elaborazione e l’inversione dei dati 3D viene effettuata con il software ZONDRES3D (Zond Software).
Risultati forniti
Rappresentazione delle pseudosezioni di resistività apparente per ogni singola base dati acquisita.
Isosuperfici di resistività per la visualizzazione volumetrica delle anomalie.
Sezioni 2D o block diagrams 3D della resistività reale invertita con relative slices orizzontali e verticali.
Interpretazione litostratigrafica e idrogeologica in funzione dei valori di resistività misurati.
Riferimenti normativi e tecnici
- Linee Guida per le Indagini Geofisiche – Associazione Società di Geofisica (ASG, 2015);
- ASTM D6431 – Standard Guide for Using the Direct Current Resistivity Method for Subsurface
Investigation; - D.M. 17 gennaio 2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018).
