Tomografie elettriche 2D e 3D

La tomografia elettrica è una moderna tecnica di prospezione geofisica derivata dell'evoluzione delle metodologie d'indagine geoelettrica. Questo metodo utilizza un gran numero di elettrodi connessi a strumentazioni computerizzate in grado di acquisire migliaia di misurazioni di resistività elettrica del sottosuolo e di polarizzazione indotta, con innumerevoli combinazioni elettrodiche opportunamente programmate. Il software GeoTest, gestisce la strumentazione in configurazioni fino a 250 elettrodi di misura. La strumentazione utilizzata è un georesistivimetro LGM 4 Punkt ligth hp della Lippmann Geophysikalische Messgerate.

Strumentazione
L’apparecchiatura per la misura della resistività è costituita da un sistema per l’immissione di corrente nel terreno (batteria o generatore di corrente), una serie di picchetti di acciaio inox lunghi 45-50 cm, cavo e elettrodi per la misura della differenza di potenziale interelettrodica e georesistivimetro LGM 4 Punkt ligth hp della Lippmann Geophysikalische Messgerate. La strumentazione di origine tedesca, nata per i Sondaggi Elettrici Verticali, è stata poi convertita con apposito software, per lo svolgimento di tomografie elettriche. Caratteristica fondamentale di questa strumentazione è quella di avere l'elettronica direttamente sugli elettrodi (elettrodi attivi), la possibilità di implementare la configurazione degli elettrodi fino ad un numero massimo di 255, di lavorare su frequenze caratteristiche di lavorare in roll-on e di avere un software di gestione della strumentazione estremamente versatile, che permette la diretta visualizzazione in pseudosezione dei dati di resistività e di IP.
Il "4point" è uno strumento ad alta precisione per la determinazione della resistività del suolo; esso produce costanti emissioni di corrente elettrica, indipendente dalle resistenze di contatto tra gli elettrodi. Ovviamente, questo è possibile solamente entro il limite massimo di voltaggio dello strumento che è di circa 380 V.

Lo strumento misuratore è uno strumento in cui l'emissione di corrente è emessa dal polo positivo al polo negativo con frequenze selezionabili comprese tra 0.26 e 30 Hz.
Il ricevitore dello strumento è altamente selettivo e registra solo voltaggi in un set di frequenze. Tuttavia, il rumore sulle frequenze di misurazione generato da interferenze principali, da magnetismo o vento e pioggia, faranno diminuire la qualità delle misurazioni. Per meglio sopprimere il rumore, lo strumento 4point light hp registra diversi campioni e determina una media di essi; calcolando l'errore sulla base di misurazioni multiple, c'è una buona misura della qualità della registrazione.

Il ricevitore registra anche la differenza di fase tra la corrente uscente in AB e il voltaggio nei terminali MN.

Il software GeoTest, gestisce la strumentazione in configurazioni fino a 250 elettrodi di misura.
Le misurazioni possono essere eseguite in due differenti orientazioni e GeoTest le supporta entrambe:

Profilo: misurazioni in cui gli elettrodi vengono distribuiti lungo un profilo lineare sul suolo; il profilo di misurazione è monodimensionale (nella direzione X) ed il risultato sarà una sezione di profondità bidimensionale, ossia un piano nelle direzioni X e Z;
Mappa: gli elettrodi vengono disposti lungo una griglia bidimensionale sul suolo e le misurazioni vengono fatte in un piano bidimensionale (nelle direzioni X ed Y); il risultato sarà, in questo caso, un blocco tridimensionale contenente le coordinate X, Y e Z.
Lo sviluppo grafico di tutte le resistività misurate durante l'acquisizione è chiamata Pseudo-Sezione, cioè una sezione che ancora non corrisponde ad una reale sezione di profondità. Quest'ultima, invece, è il risultato di un programma di inversione geoelettrica bidimensionale con l'applicazione dell'inversione numerica (RES2DINV della GEOTOMO SOFTWARE Malaysia).

POLARIZZAZIONE INDOTTA

Metodo applicato, fin dagli anni ’50, nella ricerca mineraria e petrolifera è stato poi utilizzato per l’esplorazione geotermica e del sottosuolo in genere. Dagli anni ’90 è stato utilizzato per indagini ambientali e archeologiche. L’indagine di Polarizzazione Indotta (I.P.) misura la caricabilità del terreno e consiste nella misura del tempo di decadimento della carica elettrica applicata dal momento di interruzione. I due principali meccanismi che provocano questo comportamento sono la polarizzazione di elettrodo e polarizzazione elettrolitica L'inversione tomografica dei dati ottenuti in campagna restituisce in "output" il terreno per immagini per caricabilità grazie alla quale è possibile individuare eventuali zone di accumulo di percolato o di cospicue concentrazioni di idrocarburi.
Applicazioni
Questi metodi vengono utilizzati per individuare superfici stratigrafiche del sottosuolo, per l’individuazione delle profondità di un acquifero, per determinare lo spessore di depositi alluvionali e delimitare strutture artificiali interrate (discariche, ammassi sepolti) e misurarne la volumetria. Frequentemente utilizzato per l’individuazione di perdite in discariche, tracciare la presenza di percolati e contaminanti in falda.
La profondità di esplorazione e il dettaglio dell’indagine sono funzione della lunghezza dello stendimento e della distanza interelettrodica.

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