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Metodo elettromagnetico nel dominio del tempo (TDEM)


 
Il metodo elettromagnetico nel dominio del tempo (TDEM) è stato sviluppato a partire circa dagli anni ’70 in contemporanea dalle comunità tecnico-scientifiche russe, canadesi e australiane per la ricerca di giacimenti minerari. E’ intorno agli anni ’80 che il metodo ha trovato una più vasta applicazione in campo idrogeologico e ambientale (ricostruzione stratigrafica del sottosuolo, mappatura del percolato in falda, ecc.). Le misure TDEM possono essere acquisite a terra o da elicottero. Quest’ultima modalità permette di investigare in pochissimo tempo vaste aree (rilievi a scala regionale) e con una risoluzione laterale molto elevata.
Il sondaggio TDEM consente di ottenere un modello monodimensionale (1D) del sottosuolo, individuando degli “elettro-strati”, cioè delle unità caratterizzate da una ben definita resistività elettrica (espressa in ohm*m). Realizzando pertanto un sondaggio TDEM, è possibile definire la stratigrafia sino a profondità variabili in funzione del sistema utilizzato e delle condizioni ambientali e geologiche del sito. La misura “a terra” prevede la realizzazione, tramite un cavo elettrico, di un loop quadrato o rettangolare alimentato da un’unità trasmittente.

La corrente di energizzazione viene inviata sottoforma di onda quadra, per cui, ad ogni impulso positivo (time-on) segue un periodo durante il quale la corrente viene azzerata (time-off). Nel momento in cui si azzera bruscamente la corrente, secondo quanto previsto dalla legge di Faraday, si produce un campo elettromagnetico primario, di brevissima durata. Questo campo, che tende ad annullarsi rapidamente (nell’ordine dei millisecondi) induce delle correnti vacanti nel sottosuolo che si diffondono in profondità. Le correnti indotte si dissipano in tempi rapidissimi e generano a loro volta un campo elettromagnetico secondario, il quale contiene le informazioni che ci interessano, cioè le variazioni di resistività del sottosuolo. In realtà quello che viene misurato è un voltaggio (espresso in nV) che si annulla nel giro di pochi millisecondi (chiamato “transiente”) e che viene campionato dall’unità ricevente, collegata ad una bobina (induction coil) durante il “time-off”.

Tramite una serie di canali di acquisizione il ricevitore campiona il transiente in sequenza secondo intervalli prestabiliti, perché con il passare del tempo le correnti indotte penetrano sempre più nel sottosuolo indagando a profondità crescenti. La velocità di propagazione è direttamente proporzionale alla resistività elettrica del terreno, mentre la profondità d’indagine dipende dalla resistività degli strati attraversati e dal rapporto segnale-rumore. Per incrementare quest’ultimo si ricorre generalmente all’ampliamento dell’area del loop o all’incremento dell’intensità di corrente.

La strumentazione impiegata è il Digital Protem (Geonics Ltd) equipaggiato con due trasmettitori, sia a bassa che a media potenza, e da due bobine riceventi ad alta e bassa frequenza per campionare i transienti dalla superficie in profondità. 


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