Geofisica applicata

Le ricerche geofisiche si propongono di esplorare la Terra utilizzando diversi fisiche a seconda della profondità e delle dimensioni del target da investigare. La geofisica trova pertanto applicazioni nei campi della geologia applicata, delle ricerche minerarie, delle infrastrutture ingegneristiche, nelle prospezioni geotermiche e archeologiche.

Le tecniche di indagini indirette, quali le prospezioni geofisiche, permettono di ottimizzare le risorse impiegate nella caratterizzazione di un sito. Generalmente i metodi geofisici possono essere distinti in due grandi classi: metodi attivi e metodi passivi. Mentre i primi necessitano di sorgenti artificiali, i metodi passivi si limitano a misurare grandezze fisiche naturalmente esistenti. Poiché ciascun metodo presenta pregi e difetti è importante individuare la metodologia più appropriata a seconda dell’obiettivo da studiare.

La scelta e/o l’abbinamento della corretta tipologia di indagine da adottare, l’analisi di tutti i parametri e delle condizioni geologiche al contorno, nonché l’esperienza e la preparazione del personale che acquisisce ed elabora i dati permette di risolvere diverse problematiche quali: l’identificazione di manufatti sepolti, l’identificazione di corpi acquiferi, vuoti o discariche, nonché la presenza di plume contaminanti.

Lo Studio è in grado di fornire indagini geoelettriche (Tomografia Elettrica 2D e 3D, Sondaggi Elettrici Verticali – SEV, misure in Polarizzazione Indotta), indagini sismiche (Sismica a Rifrazione, Sismica in onde S tipo MASW 1D e 2D e Microtremori – Re.Mi.).

Indagini geoelettriche

La prospezione geoelettrica è una metodologia geofisica frequentemente utilizzata nello studio del sottosuolo. Grazie allo studio delle correnti elettriche che, naturalmente o artificialmente, si propagano nel sottosuolo, è possibile dedurre informazioni circa le proprietà elettriche delle rocce, in particolare la resistività elettrica. Tale dato è utilizzato per ricostruire una sezione di resistività del terreno direttamente correlabile con le variazioni litologiche del sottosuolo.

Questi metodi vengono impiegati principalmente per ricerche idrogeologiche, stratigrafiche, giacimentologiche, prospezioni archeologiche, studi di monitoraggio ambientale e la localizzazione di sottoservizi.

Per i rilievi Tomografia Elettrica 2D e 3D, i Sondaggi Elettrici Verticali – SEV e per le misure in P. I., utilizziamo il nuovo POLARES, strumentazione di tomografia elettrica della PASI SRL che esegue le misure in corrente alternata di tipo sinusoidale a frequenza impostabile. Rispetto agli strumenti in corrente continua si ha il vantaggio per quanto riguarda la maggiore velocità di esecuzione delle misure a parità di qualità dei risultati. Questa velocizzazione è in grado di abbattere il tempo necessario per effettuare un set di misure sul terreno di un fattore almeno pari a 10

Negli ultimi dieci anni abbiamo dato particolare attenzione alla tecnica della tomografia elettrica che ben si presta alle seguenti applicazioni:

  • Individuazioni di superfici stratigrafiche,
  • Individuazioni di acquiferi, spessori di depositi alluvionali, del bedrock e di cumuli artificiali,
  • Delimitazione verticale e laterale delle strutture antropiche quali discariche, cumuli di rifiuti o materiali inerti
  • Individuazione di perdite di percolato da discariche di RSU e di contaminanti in falda
  • Studi sulla salinità delle acque e intrusione del cuneo salino
  • Studi di resistività per la definizione della capacità corrosiva del terreno e l’opportuna scelta del tipo di protezione catodica per una condotta

Esempio applicativo di indagine geoelettrica

Obiettivo: individuare l’estensione e la profondità di un rilevato realizzato su un versante a mezza costa.

Stendimento: la stesa elettrica è formata da 48 elettrodi interdistanti 2 m per una lunghezza complessiva di 94 m.

Contesto geologico: bedrock in granito sul quale è appoggiato il rilevato composto da materiali sciolti prevalentemente di derivazione granitica.

esempio

Le indagini sismiche

I metodi sismici consentono di esplorare il sottosuolo in modo indiretto misurando le caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni. La velocità di propagazione delle onde meccaniche nel sottosuolo è una di queste caratteristiche, essa dipende strettamente da alcune proprietà fisiche delle rocce, quali la loro densità e proprietà elastiche.

I metodi sismici (attivi e passivi) hanno l’obiettivo di ricostruire le strutture geometriche del sottosuolo misurando tempi e frequenze con cui le onde sismiche si propagano nei diversi mezzi. La prospezione sismica è utilizzata in quasi tutti i settori della geologia applicata e nella geotecnica, permette di esaminare gli strati più superficiali (sismica a rifrazione e MASW) o quelli più profondi (sismica a riflessione).

Per le indagini in Sismica a Rifrazione, Sismica in onde S tipo MASW e Microtremori – Re.Mi., ci si avvale di un sismografo DoReMi della SARA Instruments srl.

sismografo

Solitamente sono utilizzati per:

  • ricerche stratigrafiche per determinare la profondità e lo spessore degli strati geologici;
  • studi di fondazioni, indagini preliminari per la realizzazione di opere (strade, condotte, ecc.);
  • determinare la profondità degli acquiferi;
  • localizzare le fratture e valutarne l’orientazione;
  • individuazione di particolari depositi litologici;
  • determinazione del parametro Vs30 richiesto dalla nuova normativa sismica.

 

Esempio applicativo di indagine sismica

Obiettivo: ricostruzione stratigrafica per posa fondazioni utilizzando la rifrazione con elaborazione tomografica e la MASW 1D con stima delle velocità medie delle onde di taglio (VS30) per la classificazione dei terreni secondo le “Norme Tecniche per le Costruzioni” – D.M. del 14/01/2008.

Stendimento: la stesa sismica è formata da 12 geofoni interdistanti 3 m per una lunghezza complessiva di 33 m.

Contesto geologico: vulcaniti sulle quali appoggiano dei depositi alluvionali.

esempio sismica