PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche) 1 Cap. 5 CENNI SUI METODI...
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PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
1
Cap. 5Cap. 5
CENNI SUI METODI GEOELETTRICICENNI SUI METODI GEOELETTRICI
2PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
GENERALITA’GENERALITA’
I metodi geoelettrici vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni. I metodi geoelettrici vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni.
Alcuni di essi sono consolidati da tempo, altri invece vengono continuamente proposti Alcuni di essi sono consolidati da tempo, altri invece vengono continuamente proposti
a causa di nuovi problemi da affrontare e alla disponibilità di nuove tecnologie a causa di nuovi problemi da affrontare e alla disponibilità di nuove tecnologie
strumentali e di calcolo.strumentali e di calcolo.
3PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
L'esistenza di una gran varietà di metodi geoelettrici comporta una difficoltà nella loro L'esistenza di una gran varietà di metodi geoelettrici comporta una difficoltà nella loro
classificazione e descrizione. classificazione e descrizione.
Semplicemente essi possono essere raggruppati in due categorie:Semplicemente essi possono essere raggruppati in due categorie:
a) quelli in cui a) quelli in cui la corrente viene applicata al terrenola corrente viene applicata al terreno (resistività; polarizzazione indotta; (resistività; polarizzazione indotta;
del potenziale;…)del potenziale;…)
b) quelli che utilizzano b) quelli che utilizzano sorgenti naturali di energiasorgenti naturali di energia (potenziali spontanei o naturali). (potenziali spontanei o naturali).
4PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Una caratteristica favorevole dei metodi geoelettrici risiede nella capacità di risolvere Una caratteristica favorevole dei metodi geoelettrici risiede nella capacità di risolvere
stratificazioni orizzontalistratificazioni orizzontali. .
In queste situazioni infatti altri metodi, come la magnetometria e la gravimetria, non In queste situazioni infatti altri metodi, come la magnetometria e la gravimetria, non
forniscono indicazioni soddisfacenti.forniscono indicazioni soddisfacenti.
Molto utilizzati sono i Molto utilizzati sono i metodi geoelettrici in pozzometodi geoelettrici in pozzo. .
Infatti il "Infatti il "carotaggiocarotaggio" elettrico fornisce indicazioni puntuali sull'andamento dei " elettrico fornisce indicazioni puntuali sull'andamento dei
potenziali elettrici (naturali o artificiali) e/o resistività del mezzo.potenziali elettrici (naturali o artificiali) e/o resistività del mezzo.
5PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Nei metodi elettrici di resistività, una Nei metodi elettrici di resistività, una corrente continuacorrente continua, o a bassa frequenza, viene , o a bassa frequenza, viene
immessa nel terreno e quindi viene misurata la immessa nel terreno e quindi viene misurata la differenza di potenzialedifferenza di potenziale tra due punti tra due punti
sulla superficie del terreno. sulla superficie del terreno.
Le variazioni della resistenza al passaggio della corrente, alle diverse Le variazioni della resistenza al passaggio della corrente, alle diverse
profondità, provocano chiare variazioni nelle misure della differenza di profondità, provocano chiare variazioni nelle misure della differenza di
potenziale.potenziale.
Questo fenomeno fornisce indicazioni sulle strutture sepolte e sulla natura dei Questo fenomeno fornisce indicazioni sulle strutture sepolte e sulla natura dei
materiali.materiali.
6PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Quando la corrente immessa nel terreno viene interrotta, la d.d.p. tra i due punti di Quando la corrente immessa nel terreno viene interrotta, la d.d.p. tra i due punti di
misura non scompare immediatamente. misura non scompare immediatamente.
Si osserva invece un piccolo Si osserva invece un piccolo potenziale residuopotenziale residuo che decresce lentamente. Lo che decresce lentamente. Lo
stesso fenomeno avviene quando la corrente viene di nuovo immessa. stesso fenomeno avviene quando la corrente viene di nuovo immessa.
Ciò suggerisce che il Ciò suggerisce che il flusso di corrente polarizza elettricamente il terrenoflusso di corrente polarizza elettricamente il terreno. .
Le caratteristiche di questa Le caratteristiche di questa polarizzazione "indotta"polarizzazione "indotta" possono fornire altre informazioni possono fornire altre informazioni
sulle caratteristiche del sottosuolo. sulle caratteristiche del sottosuolo.
7PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
La natura dei corpi nel sottosuolo, in condizioni particolari, determinano l’insorgenza La natura dei corpi nel sottosuolo, in condizioni particolari, determinano l’insorgenza
di correnti elettrolitiche naturali che possono essere osservate anche in superficie di correnti elettrolitiche naturali che possono essere osservate anche in superficie
attraverso la distribuzione del attraverso la distribuzione del potenziale “naturale”.potenziale “naturale”.
Con il termine di “Con il termine di “potenziali artificialipotenziali artificiali” si indicano convenzionalmente i disturbi di ” si indicano convenzionalmente i disturbi di
origine industriale, ferroviario o di altra natura che non sono specificatamente prodotti origine industriale, ferroviario o di altra natura che non sono specificatamente prodotti
per la prospezione ma che interferiscono (più o meno significativamente) con il rilievo per la prospezione ma che interferiscono (più o meno significativamente) con il rilievo
geofisico.geofisico.
8PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
PROPRIETA' ELETTRICHE DELLE ROCCEPROPRIETA' ELETTRICHE DELLE ROCCE
La grande varietà dei metodi geoelettrici è in parte dovuta alla eterogeneità dei La grande varietà dei metodi geoelettrici è in parte dovuta alla eterogeneità dei
parametri elettriciparametri elettrici delle rocce. delle rocce.
Tra questi troviamo:Tra questi troviamo:
9PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
- la - la resistività resistività che rappresenta la resistenza spaziale al passaggio di una corrente che rappresenta la resistenza spaziale al passaggio di una corrente
elettrica. Viene determinata con strumenti in corrente continua o con strumenti elettrica. Viene determinata con strumenti in corrente continua o con strumenti
elettromagnetici a bassa frequenza.elettromagnetici a bassa frequenza.
- la - la polarizzabilitàpolarizzabilità che esprime la capacità delle rocce ad accumulare cariche al che esprime la capacità delle rocce ad accumulare cariche al
contatto tra le fasi solide e fluide. Viene determinata con strumenti che possono contatto tra le fasi solide e fluide. Viene determinata con strumenti che possono
operare nel dominio del tempo e/o della frequenza.operare nel dominio del tempo e/o della frequenza.
- la - la costante dielettricacostante dielettrica che rappresenta la capacità di un mezzo di amplificare o che rappresenta la capacità di un mezzo di amplificare o
attenuare un campo elettrico per polarizzazione (orientamento ordinato delle cariche). attenuare un campo elettrico per polarizzazione (orientamento ordinato delle cariche).
Diventa significativa e utilizzabile solo alle alte frequenzeDiventa significativa e utilizzabile solo alle alte frequenze
10PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
LEGGE DI OHM E RESISTIVITA' ELETTRICALEGGE DI OHM E RESISTIVITA' ELETTRICA
Parametro fondamentale nei metodi geoelettrici, la Parametro fondamentale nei metodi geoelettrici, la
resistivitàresistività è definita (Fig. 2.1):è definita (Fig. 2.1):
oppure scritta nella formaoppure scritta nella forma
Dalla Legge di Ohm:Dalla Legge di Ohm:
e quindi:e quindi:
dove:dove: E = Campo elettrico (volt/m)E = Campo elettrico (volt/m) J = densità di corrente (amp/m)J = densità di corrente (amp/m)
R Sl
R Sl
R Sl
Sl
R .1
.
RV
I
V
I
S
l
V
l
I
S
E
J. /
11PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Dimensionalmente si ha:Dimensionalmente si ha:
ne risulta:ne risulta:
ovvero:ovvero: ((ΩΩ.m);.m); ((ΩΩ.cm);.cm); ((ΩΩ.ft).ft)
Nella soluzione di problemi teorici a volte risulta più conveniente utilizzare la Nella soluzione di problemi teorici a volte risulta più conveniente utilizzare la
conducibilitàconducibilità::
(mhos/m); (S/m); (mhos/m); (S/m); (mS/m)(mS/m)
R Sl
RV
A S l 2 l l
l
1
12PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
La conduzione della corrente nella maggior parte delle rocce è di tipo La conduzione della corrente nella maggior parte delle rocce è di tipo elettroliticoelettrolitico; la ; la
maggior parte dei granuli minerali (eccetto quelli metallici e argillosi) è isolante quindi maggior parte dei granuli minerali (eccetto quelli metallici e argillosi) è isolante quindi
la conduzione avviene attraverso l’acqua interstiziale presente nei pori che contiene la conduzione avviene attraverso l’acqua interstiziale presente nei pori che contiene
una grande quantità di una grande quantità di ioniioni e fa aumentare la conducibilità. e fa aumentare la conducibilità.
13PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Generalmente le rocce cristalline sono caratterizzate da una bassa conducibilità, ma Generalmente le rocce cristalline sono caratterizzate da una bassa conducibilità, ma
alcuni processi chimico-fisici (quali ad esempio la alcuni processi chimico-fisici (quali ad esempio la dissoluzionedissoluzione, la presenza di , la presenza di fagliefaglie
e di e di fratturefratture e la e la degradazionedegradazione) possono intervenire aumentando la ) possono intervenire aumentando la porosità porosità e la e la
permeabilità permeabilità e conseguentemente facendo diminuire la resistività. e conseguentemente facendo diminuire la resistività.
In senso opposto, fenomeni quali la precipitazione del carbonato di calcio o dei silicati In senso opposto, fenomeni quali la precipitazione del carbonato di calcio o dei silicati
può portare ad una riduzione di porosità e a un aumento di resistività.può portare ad una riduzione di porosità e a un aumento di resistività.
14PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
La resistività è quindi un parametro estremamente variabile e dipende da numerosi La resistività è quindi un parametro estremamente variabile e dipende da numerosi
fattori: fattori: permeabilità, porosità, presenza di fluidi e loro composizionepermeabilità, porosità, presenza di fluidi e loro composizione, , contenuto contenuto
ionico.ionico.
Essa non varia solamente da una formazione geologica ad un’altra (ovvero con la Essa non varia solamente da una formazione geologica ad un’altra (ovvero con la
litologia), ma anche all’interno della formazione stessa. litologia), ma anche all’interno della formazione stessa.
Non ha senso parlare di resistività di un materiale in termini assoluti bensì in termini Non ha senso parlare di resistività di un materiale in termini assoluti bensì in termini
di confronto e variabilità tra termini della stessa formazione o termini di formazioni di confronto e variabilità tra termini della stessa formazione o termini di formazioni
diverse.diverse.
15PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Per quanto riguarda i geomateriali, Per quanto riguarda i geomateriali,
si assiste ad un si assiste ad un aumento di aumento di
resistività passando da argille e resistività passando da argille e
scisti a sabbie e ghiaia, fino ad scisti a sabbie e ghiaia, fino ad
arrivare ai calcari e alle rocce arrivare ai calcari e alle rocce
cristalline.cristalline.
Possiamo concludere dicendo che Possiamo concludere dicendo che
la resistività è un la resistività è un parametro parametro
estremamente variabileestremamente variabile, non solo , non solo
da formazione a formazione, ma da formazione a formazione, ma
anche all’interno di esse, non esiste anche all’interno di esse, non esiste
una correlazione precisa tra litologia una correlazione precisa tra litologia
e resistività (Vd. Tab. 2.1).e resistività (Vd. Tab. 2.1).
16PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
I METODI DELLA RESISTIVITA’I METODI DELLA RESISTIVITA’
Consideriamo uno strato Consideriamo uno strato
conduttivo semi-infinito di conduttivo semi-infinito di
resistività uniforme delimitato resistività uniforme delimitato
dalla superficie terrestre e dalla superficie terrestre e
inviamo una corrente di intensità inviamo una corrente di intensità
attraverso due punti attraverso due punti CC11 e e CC22
(+I dal C(+I dal C11 e –I da C e –I da C22) (Fig 2.2).) (Fig 2.2).
17PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
La corrente si distribuirà radialmente dal punto La corrente si distribuirà radialmente dal punto
dove viene emessa, in maniera uniforme, dove viene emessa, in maniera uniforme,
generando delle “strutture” emisferiche; ad una generando delle “strutture” emisferiche; ad una
distanza distanza r r dalla sorgente, la struttura dalla sorgente, la struttura
emisferica avrà una superficie pari a emisferica avrà una superficie pari a 22rr22 , ,
quindi la quindi la densità di correntedensità di corrente, , JJ, , sarà data da:sarà data da:
J = I/2J = I/2rr2 2
Il potenziale ad una distanzaIl potenziale ad una distanza r r può essere può essere
ottenuto tramite la seguente equazione che ottenuto tramite la seguente equazione che
permette il calcolo della distribuzione del permette il calcolo della distribuzione del
potenziale in un mezzo conduttivo seminfinito: potenziale in un mezzo conduttivo seminfinito:
VVrr = I = I/2/2rr
18PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Allo stesso modo, la differenza di potenziale tra due punti
P1 e P2 , generata dalla corrente +I alla sorgente (punto di
ingresso C1), è data da:
V = IV = I/2/2(1/ C(1/ C11 P P11 – 1/C – 1/C11 P P22))
Analogamente la differenza di potenziale tra i punti P1 e P2
generata dalla corrente –I al punto di uscita C2 , è data da:
V = - IV = - I/2/2(1/ C(1/ C2 2 PP11 – 1/C – 1/C22 P P22))
Dalla somma delle due espressioni precedenti si ottiene la
differenza di potenziale totale:
V = IV = I/2/2(1/ C(1/ C11 P P11 – 1/C – 1/C11 P P22 - 1/ C - 1/ C22 P P11 + 1/C + 1/C2 2 PP22))
19PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
V = IV = I/2/2(1/ C(1/ C11 P P11 – 1/C – 1/C11 P P22 - 1/ C - 1/ C22 P P11 + 1/C + 1/C2 2 PP22))
riordinata e abbreviata, fornisce il valore della resistività come:riordinata e abbreviata, fornisce il valore della resistività come:
ρρ = 2= 2 V/I 1/(G)V/I 1/(G)
dove (dove (GG) è l’espressione racchiusa tra parentesi. In particolare, il fattore ) è l’espressione racchiusa tra parentesi. In particolare, il fattore 22/(G)/(G)
rappresenta il rappresenta il fattore geometricofattore geometrico di una configurazione di elettrodi mentre di una configurazione di elettrodi mentre V/IV/I
rappresenta il rappresenta il fattore elettricofattore elettrico derivato dalle misure di corrente e relativa differenza derivato dalle misure di corrente e relativa differenza
di potenziale.di potenziale.
Questa equazione consente di calcolare la resistività vera del terreno nel caso che Questa equazione consente di calcolare la resistività vera del terreno nel caso che
quest’ultimo sia omogeneo; il valore così ottenuto risulta costante e indipendente quest’ultimo sia omogeneo; il valore così ottenuto risulta costante e indipendente
dalla configurazione degli elettrodi e della loro disposizione sul terreno.dalla configurazione degli elettrodi e della loro disposizione sul terreno.
20PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Se il terreno non presenta caratteristiche di omogeneità, variando la posizione degli Se il terreno non presenta caratteristiche di omogeneità, variando la posizione degli
elettrodi e la loro geometria si troveranno valori diversi di resistività: il valore di elettrodi e la loro geometria si troveranno valori diversi di resistività: il valore di
ottenuto in questo modo è definito ottenuto in questo modo è definito resistività apparente resistività apparente aa . .
21PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
CONFIGURAZIONE DEGLI ELETTRODICONFIGURAZIONE DEGLI ELETTRODI
Nelle operazioni di misura, gli elettrodi possono essere disposti secondo diverse Nelle operazioni di misura, gli elettrodi possono essere disposti secondo diverse
configurazioni; per ciascuna di esse l’equazione della resistività apparente viene adattata configurazioni; per ciascuna di esse l’equazione della resistività apparente viene adattata
inserendo il fattore geometrico (G) più appropriato. Gli inserendo il fattore geometrico (G) più appropriato. Gli arrayarray più utilizzati sono riportati in più utilizzati sono riportati in
Fig. 2.3.Fig. 2.3.
PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
22
MISURE GEOELETTRICHE
STRUMENTAZIONE
23PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
PROCEDURE DI MISURAPROCEDURE DI MISURAPROCEDURE DI MISURAPROCEDURE DI MISURA
Vengono utilizzate due procedure di misura distinte per individuare le variazioni di Vengono utilizzate due procedure di misura distinte per individuare le variazioni di
resistività nel terreno: esse sono conosciute con il nome di :resistività nel terreno: esse sono conosciute con il nome di :
sondaggi elettrici verticalisondaggi elettrici verticali
profili elettriciprofili elettrici..
24PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
SEV (sondaggio SEV (sondaggio elettrico verticale)elettrico verticale)
SEO (sondaggio o SEO (sondaggio o profilo elettrico profilo elettrico orizzontale)orizzontale)
25PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
I I sondaggi elettrici verticali (SEV)sondaggi elettrici verticali (SEV) sono sono
rivolti all’individuazione di variazioni verticali rivolti all’individuazione di variazioni verticali
nella distribuzione della resistività nel nella distribuzione della resistività nel
sottosuolo. Questa tecnica si basa sul fatto sottosuolo. Questa tecnica si basa sul fatto
che la corrente che la corrente penetra sempre più in penetra sempre più in
profondità man mano che viene aumentata profondità man mano che viene aumentata
la distanza tra gli elettrodi di correntela distanza tra gli elettrodi di corrente dando dando
quindi informazioni sulle variazioni di quindi informazioni sulle variazioni di
resistività con la profondità (Fig. 2.4).resistività con la profondità (Fig. 2.4).
• La profondità di penetrazioneprofondità di penetrazione della corrente in una regione stratificata del sottosuolo
dipende da diversi fattori, tra cui la potenza della sorgente, il contrasto di resistività tra lo strato
superficiale ed il substrato e il grado di anisotropia elettrica degli strati intermedi.
26PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Se gli strati o le discontinuità sono Se gli strati o le discontinuità sono
verticalizzate viene utilizzata la verticalizzate viene utilizzata la
tecnica dei tecnica dei profili elettrici,profili elettrici, che che
indaga le indaga le variazioni laterali di variazioni laterali di
resistività entro determinate resistività entro determinate
profonditàprofondità (Fig. 2.5). (Fig. 2.5).
27PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Il lavoro è reso particolarmente laborioso dalla necessità di spostare gli elettrodi sul Il lavoro è reso particolarmente laborioso dalla necessità di spostare gli elettrodi sul
terreno con i relativi cavi. terreno con i relativi cavi.
Gli elettrodi possono essere disposti sul terreno secondo differenti configurazioni in Gli elettrodi possono essere disposti sul terreno secondo differenti configurazioni in
modo da ottenere informazioni più specifiche in relazione al tipo di investigazione modo da ottenere informazioni più specifiche in relazione al tipo di investigazione
richiesta.richiesta.
• Le indagini di resistività vengono effettuate con un
semplice equipaggiamento che consiste in una batteria batteria ad
alta tensione che produce corrente (continua o alternata a
bassa frequenza), quattro picchetti metalliciquattro picchetti metallici, un
amperometroamperometro, un millivoltmetromillivoltmetro e quattro bobine di cavo cavo
isolanteisolante.
28PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
INTERPRETAZIONE DEI DATI DI RESISTIVITA’INTERPRETAZIONE DEI DATI DI RESISTIVITA’
I dati ottenuti possono essere rappresentati attraversoI dati ottenuti possono essere rappresentati attraverso profili profili o o mappemappe..
Nel caso dei sondaggi elettrici verticali i risultati vengono presentati attraverso una serie di Nel caso dei sondaggi elettrici verticali i risultati vengono presentati attraverso una serie di
grafici (grafici (curve di resistività apparentecurve di resistività apparente) che esprimono la variazione di ) che esprimono la variazione di aa all’aumentare della all’aumentare della
distanza tra gli elettrodi : tali curve rappresentano la variazione della resistività con la distanza tra gli elettrodi : tali curve rappresentano la variazione della resistività con la
profondità.profondità.
29PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Nei profili elettrici, caratterizzati da una spaziatura costante tra gli elettrodi, la Nei profili elettrici, caratterizzati da una spaziatura costante tra gli elettrodi, la
presentazione dei dati viene effettuata attraverso grafici che mostrano la variazione presentazione dei dati viene effettuata attraverso grafici che mostrano la variazione
della resistività lungo le linee trasversali, o mediante una della resistività lungo le linee trasversali, o mediante una contour mapcontour map che indica le che indica le
linee di uguale resistività. linee di uguale resistività.
Tale mappa esprime la variazione di resistività laterale nel terreno in un range di Tale mappa esprime la variazione di resistività laterale nel terreno in un range di
profondità raggiungibile mediante una determinata spaziatura elettrodica.profondità raggiungibile mediante una determinata spaziatura elettrodica.
30PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
In ogni caso, l’interpretazione quantitativa dei dati di resistività per una struttura In ogni caso, l’interpretazione quantitativa dei dati di resistività per una struttura
multistrato non è un’operazione semplice e non sempre si giunge ad un’unica multistrato non è un’operazione semplice e non sempre si giunge ad un’unica
soluzione.soluzione.
Nell’interpretazione dei dati ottenuti dai sondaggi elettrici verticali su strati orizzontali Nell’interpretazione dei dati ottenuti dai sondaggi elettrici verticali su strati orizzontali
gioca un ruolo importante la tecnica di gioca un ruolo importante la tecnica di curve-matchingcurve-matching..
31PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
• Il metodo consiste nel confrontare la curva
sperimentale di aa con una serie di curve curve
mastermaster calcolate teoricamente (vd Fig.).
•- i parametri dello strato vengono variati
finché la curva teorica calcolata coincide con
quella sperimentale (forward modelingforward modeling).
32PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Esempio di sezione desunta da profili
Esempio di sezione desunta da sondaggi
33PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
La La mappa di resistività apparentemappa di resistività apparente
è espressione della variazione è espressione della variazione
laterale di resistività nel suolo nel laterale di resistività nel suolo nel
range di penetrazione in profondità range di penetrazione in profondità
ottenibile con la spaziatura degli ottenibile con la spaziatura degli
elettrodi scelta.elettrodi scelta.
34PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
CENNI SUI POTENZIALI NATURALICENNI SUI POTENZIALI NATURALI
I campi geoelettrici naturali vengono denominati I campi geoelettrici naturali vengono denominati potenziali spontaneipotenziali spontanei. .
Essi, o meglio la loro distribuzione alla superficie del terreno, possono fornire Essi, o meglio la loro distribuzione alla superficie del terreno, possono fornire
indicazioni sulle inomogeneità presenti nel sottosuolo.indicazioni sulle inomogeneità presenti nel sottosuolo.
35PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
I potenziali spontanei sono originati da I potenziali spontanei sono originati da
processi elettrochimiciprocessi elettrochimici che avvengono che avvengono
quando corpi mineralizzati o metalli sepolti quando corpi mineralizzati o metalli sepolti
vengono a contatto con rocce, acque vengono a contatto con rocce, acque
sotterranee o fluidi distribuiti nelle porosità sotterranee o fluidi distribuiti nelle porosità
(Fig. 2.12). (Fig. 2.12).
In queste condizioni insorgono In queste condizioni insorgono riduzioni e riduzioni e
ossidazioniossidazioni basate su contatti statici che basate su contatti statici che
vengono chiamati “vengono chiamati “potenziali redoxpotenziali redox”. ”.
Essi sono normalmente > 30 mV e possono Essi sono normalmente > 30 mV e possono
raggiungere valori > 2000 mV.raggiungere valori > 2000 mV.
36PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Un altro tipo di potenziale spontaneo si origina in presenza di Un altro tipo di potenziale spontaneo si origina in presenza di movimenti rapidi di movimenti rapidi di
acque o fluidiacque o fluidi nel terreno o nelle rocce. nel terreno o nelle rocce.
Essi vengono chiamati Essi vengono chiamati potenziali di flussopotenziali di flusso ( o ( o elettrocineticielettrocinetici). Questo tipo di ). Questo tipo di
potenziale è contenuto (< 10 mV) e difficile da distinguere da componenti telluriche potenziale è contenuto (< 10 mV) e difficile da distinguere da componenti telluriche
o di potenziali artificiali generati da attività industriale.o di potenziali artificiali generati da attività industriale.
37PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Strumentazione:
Coppia di Coppia di elettrodi non-polarizzabilielettrodi non-polarizzabili
(elettrodi metallici immersi in soluzione (elettrodi metallici immersi in soluzione
di un loro sale > ad es. Cu in CuSO4 < di un loro sale > ad es. Cu in CuSO4 <
contenuta in vaso poroso a contatto contenuta in vaso poroso a contatto
col terreno)col terreno)
Cavo isolatoCavo isolato
MillivoltmetroMillivoltmetro
38PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Configurazioni per l’acquisizione dati
DipolareDipolare: : due elettrodi a due elettrodi a
distanza costantedistanza costante, spostati in , spostati in
modo da occupare col secondo modo da occupare col secondo
la posizione precedentemente la posizione precedentemente
occupata dal primooccupata dal primo
Base fissa: Base fissa: un un elettrodo di elettrodo di
riferimento fissoriferimento fisso (-) e (-) e un un
elettrodo di misura mobileelettrodo di misura mobile (+) (+)
39PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
Un vantaggio dei metodi di potenziali naturali Un vantaggio dei metodi di potenziali naturali
risiede nella loro risiede nella loro semplicità di esecuzionesemplicità di esecuzione. .
Infatti solo il potenziale deve essere misurato Infatti solo il potenziale deve essere misurato
con una certa accuratezza. con una certa accuratezza.
L’esame dei dati si avvale di L’esame dei dati si avvale di rappresentazioni rappresentazioni
per profiliper profili o nella loro composizione in o nella loro composizione in mappe di mappe di
isopotenzialiisopotenziali (Fig. 2.13). (Fig. 2.13).
40PRECORSO (Sistemi acquiferi in area costiera: indagini geofisiche)
F I N EF I N E