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Metodo elettromagnetico nel dominio della frequenza (FDEM)


Il metodo FDEM (Frequency Domain Electro-Magnetic) si basa sul principio dell’induzione elettromagnetica in un semi-spazio omogeneo ed è regolato dalle note equazioni di Maxwell. Una bobina trasmittente genera un campo magnetico primario (Hp) che si propaga nello spazio circostante e nel sottosuolo. Questo campo magnetico variabile, attraversando un conduttore (il terreno), induce in esso delle correnti elettriche. Le correnti indotte si propagano nel mezzo generando un campo magnetico secondario (Hs) che è rilevato in superficie da una bobina ricevente posta a una distanza fissa da quella trasmittente.
 
Il campo magnetico secondario avrà una differenza di fase rispetto al campo magnetico primario che dipende dalla conducibilità del terreno. Dall’analisi del rapporto Hs/Hp si ottengono quindi delle informazioni sulle proprietà elettriche di quest’ultimo.
Il campo magnetico secondario misurato nella bobina ricevente è una funzione complessa che dipende fondamentalmente dalla spaziatura delle due bobine, dalla frequenza di trasmissione (ω=2πf) e dalla conducibilità del mezzo attraversato.
 
Sotto certe condizioni, definite come basso numero d’induzione, si osserva che il campo magnetico secondario diventa una funzione semplice di queste variabili e pertanto può essere facilmente misurato.
Gli strumenti FDEM sono comunemente impiegati per prospezioni geofisiche superficiali sia in campo archeologico (ricerca di strutture antropiche sepolte) che per applicazioni in campo ambientale, come la ricerca di rifiuti interrati e di alcune forme di inquinamento superficiale. Alcuni di questi operano a frequenza di trasmissione fissa, altri possono impiegare più frequenze contemporaneamente.
Il risultato di un rilievo FDEM è restituito sotto forma di mappe tematiche che riguardano: la componente in fase del campo magnetico secondario (particolarmente sensibile alla presenza di forti conduttori come ad esempio corpi metallici); la quadratura di fase del campo magnetico secondario (legata ad uno sfasamento del segnale di 90° rispetto a quello emesso, generato dalle disomogeneità elettriche esistenti nel sottosuolo) e la conducibilità elettrica del terreno.
 
Le misure vengono effettuate lungo profili paralleli (griglie di acquisizione regolari) cercando di coprire l’area di studio in maniera omogenea. Per applicazioni in campo archeologico, dove molto spesso le variazioni che si misurano sono molto piccole, è importante eseguire le misure con profili molto fitti tra di loro cercando, quando possibile, di intercettare i targets ortogonalmente alla loro direzione preferenziale.
 
Gli strumenti FDEM che vengono utilizzati dal nostro gruppo di lavoro sono il Profiler EMP-400 (1-16 kHz, GSSI) e l’EM-31 MK2 (9.8 kHz, Geonics,LTD).

 

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