Indagine Geoelettrica

Un’ Indagine Geoelettrica si utilizza in quanto ha un rapporto costi/benefici molto favorevole.

Advertisement
Contatta ora un nostro Esperto Geologo!

Vuoi confrontarti con un nostro esperto Geologo?
Contattaci per una prima consulenza gratuita senza impegno.

Ti risponderemo entro 15 minuti!

    Per effettuare l’Indagine Geoelettrica Viene utilizzate correnti elettriche sia naturali (telluriche) già presenti nei terreni (potenziali spontanei) che artificiali (correnti continue ed alternate), tutte però a bassa frequenza (minore di 0,1 Hertz).

    Per l’applicazione dell’indagine geoelettrica, si utilizza la Legge di Ohm:

    dove: E = intensità del campo elettrico; J = densità di corrente; r = resistività specifica, misurata in Ohm x m.

    Nelle rocce e nei terreni (che sono buoni isolanti), quando è presente acqua, si ha conduzione elettrolitica della corrente poiché l’acqua che riempie i pori ha sempre una notevole salinità (contenuto in sali disciolti).

    Esiste una relazione empirica che lega la resistività dell’acqua (rw) a quella della roccia (r) e che vale:

    dove F = fattore di formazione che è dato dalla seguente espressione:

    dove: F = porosità totale della roccia; S = frazione della porosità totale della roccia occupata dall’acqua; a ed m = parametri che tengono conto della “tortuosità” dei percorsi seguiti dall’acqua nei pori o nelle fratture. Il fattore di formazione è diverso per i diversi tipi di rocce.

    La resistività dipende anche dal contenuto d’acqua nella roccia, nonché dalla salinità e temperatura dell’acqua stessa, dal momento che la resistivita diminuisce all’aumentare della salinità e della temperatura.

    E’ importante ricordare che nelle argille, a causa della presenza di acqua (peraltro con elevata salinità) contenuta in pori non comunicanti tra loro, la resistività è sempre piuttosto bassa.

    Frequentemente in sito l’indagine geoelettrica si esegue mediante il dispositivo quadripolare di Schlumberger o quello di Wenner.

    Schema di dispositivo elettrico quadripolare di Schlumberger.
    Schema di dispositivo elettrico quadripolare di Wenner.

    Risultati dell’indagine geoelettrica e sviluppo della Tomografia Elettrica

    La tomografia elettrica permette di costruire una sezione geoelettrica rappresentante la distribuzione spaziale della resistività. Permette perciò una caratterizzazione non più monodimensionale, come nel caso dei SEV, ma a due dimensioni (2D). Fisicamente viene realizzata affiancando più SEV lungo una traccia d’indagine.

    CAROTAGGIO ELETTRICO (WELL LOGGING)

    Talora, l’indagine geoelettrica viene eseguita anche in fori di sondaggio calando 1 elettrodo di corrente (A) e i due elettrodi di potenziale (M ed N) nel foro non rivestito e riempito di fango, al fine di garantire il passaggio della corrente elettrica. L’altro elettrodo (B) viene disposto in superficie.

    INDAGINE GEOSISMICA

    Facendo esplodere una carica di dinamite o imprimendo al terreno una sollecitazione dinamica mediante una massa battente, si generano onde sismiche che si propagano nel terreno e nelle rocce con una velocità che dipende dalla densità e dalle caratteristiche di elasticità dei terreni stessi.

    Si possono generare sia onde sismiche longitudinali (onde primarie di tipo p) che onde trasversali (onde secondarie di tipo s). le prime, che si propagano nel terreno sollecitandolo in compressione, hanno velocità maggiore delle seconde che invece si propagano sollecitando i materiali a taglio. per questo motivo, le onde s non si propagano nei liquidi.

    In determinate situazioni strutturali, le onde (p o s) possono essere rifratte e ritornare in superficie, per cui, se sono noti i tempi di percorrenza tra la sorgente sonora e un ricevitore, nonché la distanza tra questi due punti, è possibile calcolare la velocità delle onde medesime in ciascuno strato attraversato e, da questa velocità, risalire anche alle costanti elastiche del mezzo.

    per raggiungere tale fine si utilizza un’apparecchiatura, montata su autocarro o portatile, costituita da una sorgente (esplosivo o massa battente su una piastra metallica) e da una serie di sismografi (geofoni) in numero di 6 o 12 o 24 regolarmente allineati ed in grado di registrare il tempo di arrivo delle onde.

    Attrezzatura per la prospezione geosismica a rifrazione

    L’indagine sismica a rifrazione, permette quindi:

    1. Di ricostruire l’andamento morfologico sepolto degli strati;
    2. Di accertare lo spessore di roccia alterata, superficiale (che avrà naturalmente velocità di propagazioni minori e quindi una minore densità);
    3. Di risalire alle caratteristiche delle costanti elastiche dinamiche delle rocce;
    4. Di verificare la riuscita di interventi di consolidamento o miglioramento delle caratteristiche dei terreni e rocce con tecniche di iniezione, ad esempio, di miscele cementizie.

    L’INDAGINE GEORADAR

    Il metodo di indagine georadar consente di individuare discontinuità nel sottosuolo ed oggetti sepolti a piccola profondità (max 3-7 metri) sfruttando il fenomeno della riflessione delle onde elettromagnetiche.
    La profondità d’investigazione dipende dalla struttura del sottosuolo, dalla frequenza delle antenne impiegate e del target ricercato. La propagazione delle onde elettromagnetiche emesse da un’antenna trasmittente varia con le caratteristiche dielettriche dei materiali attraversati. La differenza dei valori delle proprietà (costante dielettrica e conducibilità elettrica), provoca le riflessioni delle onde radar che sono raccolte da un’antenna ricevente.

    Il risultato dell’indagine è una sezione continua del sottosuolo, l’ascissa corrisponde al percorso dell’antenna, l’ordinata ai tempi andata-ritorno necessari alle onde elettromagnetiche per raggiungere nel sottosuolo gli orizzonti o gli oggetti riflettenti

    INDAGINI DIRETTE SONDAGGI MECCANICI

    In questa categoria rientrano i sondaggi meccanici per la realizzazione di perforazioni di diametro compreso tra alcuni cm e qualche metro, eseguiti allo scopo di:

    1. Ricostruire il profilo stratigrafico dei terreni attraversati;
    2. Prelevare campioni disturbati e indisturbati da sottoporre a prove di laboratorio;
    3. Misurare la profondità delle falde idriche;
    4. Installare strumenti  di misura atti a misurare  le pressioni neutre, gli spostamenti dei terreni, le loro caratteristiche di resistenza meccanica, di deformabilità, ecc.
    5. Realizzare pozzi idrici, pali di fondazione,ecc.

    I sondaggi possono essere realizzati secondo due differenti modalità esecutive

    Metodo a rotazione:

    Idoneo per qualsiasi tipo di terreno (fatta salva l’adeguata scelta degli utensili di scavo). l’attrezzatura necessaria comprende un mezzo meccanico (camion, trattore, ecc.) sul quale trova posto un telaio (torre o derrik) che può raggiungere un’altezza di 5-6 m, alla sommità del quale sono fissati un argano e una tesa motrice che ha il compito di imprimere la rotazione alla batteria d’aste di perforazione (ogni asta è costituita da un tubolare di acciaio lungo circa 3 m).

    L’utensile, diverso a seconda delle esigenze, viene montato sull’ultima asta, la quale è più pesante delle altre per favorire l’avanzamento perfettamente verticale.

    Questo tipo di perforazione avviene di norma con circolazione di fango (bentonite) il quale ha la funzione di raffreddare gli utensili, di recuperare i detriti, di sostenere le pareti del foro e di impedire ai fluidi contenuti nei terreni di invadere il foro stesso. la circolazione di fango è normalmente di tipo diretto, cioè il fango viene aspirato da una vasca, immesso nelle aste e fatto uscire dall’utensile di perforazione per poi risalire in superficie riempiendo l’intercapedine fra la parete del foro e le aste trascinando i detriti verso l’alto.

    lo Scopo del sondaggio è la descrizione dei terreni attraversati (stratigrafia).

    Cosa deve contenere il rapporto del sondaggio?

    1. Denominazione, ubicazione, data di esecuzione e quota del sondaggio;
    2. Quote superiori e inferiori degli strati attraversati;
    3. Percentuale del materiale recuperato;
    4. Descrizione litologica degli strati;
    5. Informazioni sull’eventuale presenza di acqua o gas;
    6. l’esito di eventuali prove eseguite in foro;
    7. La profondità di prelievo dei campioni.

    Le carote estratte dal carotiere vengono disposte in apposite cassette catalogatrici allo scopo di ricostruire la stratigrafia dei terreni attraversati.

    Si procede quindi alla descrizione dei terreni attraversati dalla perforazione, evidenziando la natura litologica del materiale e quella geotecnica (granulometria, stato di addensamento, colore, granulometria, consistenza, ecc.).

    Le informazioni raccolte vengono rappresentate su appositi prospetti che riportano: spessori dei terreni attraversati, simboli grafici e dati numerici vari, quote di rinvenimento e livellamento delle falde, ecc. a seconda dello scopo per il quale il sondaggio è stato realizzato.

    Ove occorre, si procede anche alla valutazione della percentuale di carotaggio (rapporto percentuale tra la lunghezza delle carote estratte ed il tratto perforato)

    Correlando le stratigrafie dei sondaggi realizzati lungo una sezione topografica è possibile ricostruire delle sezioni stratigrafiche. E’ necessario che i sondaggi effettuati siano sufficientemente ravvicinati per evitare di introdurre eccessive semplificazioni.