I METODI GEOELETTRICI

I materiali, le rocce, i terreni, coerenti o no, più o meno porosi, consentono in maniera più o meno accentuata a seconda della porosità, della tessitura, della quantità e della salinità d'acqua presente, la circolazione della corrente elettrica. In via del tutto generale, la misura della resistività elettrica di un materiale può essere realizzata indirettamente tramite la misura di una differenza di potenziale, nota l'intensità di corrente elettrica e le dimensioni del corpo conduttore.

I Metodi Elettrici o Geoelettrici consistono quindi nell'immettere un regime di corrente elettrica in un mezzo e nel misurare in opportuni punti la differenza di potenziale generata. Durante la sua propagazione il campo elettrico viene influenzato dalle caratteristiche del mezzo indagato (litologia, contenuto d'acqua, salinità dell'acqua, ecc.), consentendo la definizione delle stesse. Il parametro fisico misurato durante una Prospezione Geoelettrica è la Resistività Elettrica Apparente. La resistività elettrica può essere definita "la resistenza opposta al passaggio della corrente elettrica di un conduttore filiforme di lunghezza l e sezione A" e rappresenta perciò un parametro fondamentale per la misura delle proprietà elettriche dei materiali. Il termine apparente indica la dipendenza della grandezza misurata oltre che dalle proprietà del terreno anche da parametri geometrici del metodo e dalle caratteristiche strumentali. Attraverso successive fasi di elaborazione dei dati è possibile calcolare la distribuzione della Resistività Reale del sottosuolo.

Nella sua configurazione più semplice la misura della Resistività Apparente avviene mediante l'utilizzo di un Quadripolo costituito da due elettrodi di corrente (A,B) e due elettrodi di potenziale (M,N). Ogni punto misurato viene convenzionalmente riferito al baricentro del quadripolo e ad una profondità pari a circa un terzo della distanza tra gli elettrodi AB.

In relazione alle procedure di misura eseguite sul campo possono essere realizzate diverse tecniche di indagine di resistività:

- Sondaggi Elettrici Verticali e Orizzontali (SEV, SEO);

- Indagini secondo Profili o Mappe (Profiling, Mapping);

- Tomografia Elettrica.

I SEV si realizzano mantenendo fisso il centro del quadripolo e aumentando via via la distanza tra gli elettrodi di corrente AB. Il punto di misura viene riferito sempre al centro del quadripolo, ma ad una maggiore profondità.

I SEO si realizzano mantenendo fissa la distanza tra gli elettrodi e traslando l'intero quadripolo. Il punto di misura risulta riferito ad una profondità costante, ma traslato lungo la direzione orizzontale.

La moderna concezione della prospezione elettrica vede l'utilizzo di tecniche "Tomografiche" o per "Imaging" ossia metodi attraverso i quali, a partire da un set di dati acquisito, è possibile generare immagini bidimensionali e tridimensionali della distribuzione delle resistività nel sottosuolo. Tramite una Sequenza di Misura opportunamente programmata al computer e attraverso una serie di elettrodi infissi nel terreno (12, 24, 48, 72, il limite è solo strumentale) posti ad una spaziatura a, l'immissione della corrente e la misura del potenziale vengono commutate lungo l'allineamento e realizzate griglie di punti di misura distribuiti secondo geometrie convenzionali che dipendono dalla sequenza di acquisizione utilizzata. Tale disposizione dei punti viene detta Pseudosezione di Resistività Apparente.

L'elaborazione dei dati si articola nelle fasi di Trattamento e Inversione. La fase di trattamento consiste nel controllo di una serie di parametri che consentono la valutazione della qualità dei dati grezzi acquisiti in campagna, nell'eventuale eliminazione di valori erronei o nell'applicazione di filtri per l'attenuazione del disturbo. La fase di inversione consiste nella soluzione dei cosiddetti Problemi Inversi. In generale il mezzo indagato viene discretizzato secondo un modello costituito da una serie di celle caratterizzate da un certo numero di parametri detti Parametri del Modello e legati da leggi fisiche note ai dati sperimentali (Misurati). Il processo di inversione consiste nel determinare i valori dei parametri del modello a partire dai dati ottenuti dalle misure sperimentali. In sostanza si determina qual è il modello di terreno che meglio riappresenta le misure ottenute dalla superficie del suolo.

Il risultato finale è costituito dalla distribuzione della resistività del terreno in due, tre o quattro dimensioni (Time Lapse).