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INDAGINI ELETTROMAGNETICHE: METODOLOGIA E STRUMENTAZIONE
I metodi elettromagnetici rappresentano una classe di metodologie geofisiche volte all'indagine del sottosuolo per scopi ambientali, geotecnici ed idrogeologici.
Tale metodo si basa sul principio fisico dell'induzione elettromagnetica:Una bobina, costituente l'elemento di trasmissione (TX), viene fatta attraversare da una corrente alternata generando così un campo magnetico primario (Hp) che si propagherà in tutto il volume di spazio sottostante e sovrastante lo strumento di indagine.
Una seconda bobina (RX), sita ad una data distanza dalla prima, registrerà la risposta del campo magnetico secondario (Hs), la cui intensità è direttamente proporzionale alla conduttività del terreno.
La corrente inviata nel circuito varia sinusoidalmente nel tempo ad una frequenza preimpostata. Quest'ultima, determinata dall'utente previa acquisizione, influenza la profondità di indagine desiderata ed il potere risolutivo del segnale (frequenze maggiori hanno un alto potere risolutivo idonee, quindi, alla ricerca di piccoli target sepolti non in profondità).Le grandezze successivamente restituite dalla strumentazione sono classificabili in due componenti:
- Componente in quadratura (mS/m) : proporzionale allo sfasamento tra il campo primario e quello secondario e pertanto proporzionale alla conducibilità elettrica del sottosuolo.
- Componente in fase (ppm) : proporzionale all'intensità del campo elettromagnetico ricevuto dallo strumento, quindi sensibile alla presenza di parti metalliche (materiale con alte concentrazioni di ioni metallici, tubazioni, fusti, serbatoi, ecc.), oppure indice di materiali quasi-isolanti (cemento, calcestruzzo, rifiuti, laterizi, materiale organico).
Le misure EM consentono di ottenere una risposta evidente sia dai metalli ferromagnetici che da quelli non-ferromagnetici (alluminio, ottone, piombo) ampliando le limitate capacità del semplice metodo magnetometrico MAG. Si possono così identificare oggetti metallici che abbiano perso le caratteristiche ferromagnetiche a causa di una lunga permanenza nel sottosuolo (come nel caso di ordigni inesplosi interrati da decine di anni).
La profondità di indagine è un fattore di difficile determinazione, variabile da sito a sito, essendo la propagazione dell'onda EM influenzata da molteplici fattori. Esistono comunque regole pratiche le quali indicano come ad un aumento di conduttività del terreno e/o frequenze in uso avremo una riduzione del volume investigato.Il metodo ha trovato largo successo in vari campi di applicazione, tra i quali:
- Mappatura di volumi inquinanti.
- Mappatura su grande scala per studi idrogeologici.
- Mappatura areale per studi sull'intrusione marina
- Mappature di terreni di supporto alla progettazione di impianti di messa a terra.
- Mappature geologiche superficiali/profonde.
- Individuazione e mappatura dei sottoservizi (metallici o meno).
- Individuazione di cavità.
- Mappatura a scopo geoarcheologico.
- Mappatura areale per scopi agronomici.
- Misura dell'estensione areale di depositi noti di ghiaie/argille.
- Applicazioni in foro di sondaggio/piezometro/pozzo.
Il loro vasto uso è stato certamente favorito grazie agli immediati e distinguibili vantaggi operativi quali:
- Rapidità di esecuzione.
- Possibilità di operare su qualsiasi tipo di superficie (suolo, roccia, asfalto, ecc..).
- Georeferenziazione rapida mediante griglie o GPS.
- Possibilità di impiego in acquisizione di software di navigazione real-time.
- Rapidità e semplicità nell' elaborazione dei dati.
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L'elettromagnetometro Geonics EM31 può essere utilizzato su terreni anche accidentati. Infatti è di peso contenuto e abbastanza maneggevole e lo strumento viene portato a tracolla tramite una cinghia. Ideale per la caratterizzazione geotecnica ed ambientale dei suoli. La lunghezza della strumentazione completa di aste è di poco inferiore ai 4 metri.
Raggiunge una profondità di investigazione compresa tra i 3,5m (sensori in asse) e i 5,5 m (sensori ruotati).
I sensori sono nelle parti terminali delle aste. Misurano due grandezze: la conducibilità in mS/m e la componente in fase in p.p.t. (parts per thousand di materiale metallico presente).
Le acquisizioni vengono effettuate ai nodi di una maglia regolare la cui interdistanza viene valutata in base al tipo di ricerca richiesto.
ELENCO STRUMENTAZIONE
Elettromagnetometro Geonics EM31 - EM38
Metal Detector EM61
Gf Instruments CMD Mini Explorer ed Explorer
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