Geomok s.r.l.
REGIONE AUTONOMA FRIULI VENEZIA GIULIA
PROVINCIA DI UDINE
COMUNI DI GEMONA DEL FRIULI
ESECUZIONE DI DUE TOMOGRAFIE ELETTRICHE
Relazione tecnica
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REV.
10-2010
DATA
Emissione
MOTIVAZIONI
GEOMOK s.r.l. di Andrea Mocchiutti e c.
Via I. Nievo, 31 - 33100 Udine (UD)
Tel./Fax.: 0432 501628 e-mail: [email protected]
NR 086-10
INDAGINI ELETTRICHE IN LOCALITA’ OSPEDALETTO
Nel mese di ottobre 2010 sono state realizzate due tomografie elettriche in Comune di Gemona
del Friuli, in località Ospedaletto. Il fine delle indagini è di valutare la stratigrafia dei terreni ed in
particolare la presenza della roccia in un’area interessata dai lavori di realizzazione di un sottopasso alla
S.S. 13 “Pontebbana”. Contestualmente alla realizzazione delle tomografie elettriche è stato realizzato
anche uno stendimento di 15 metri direttamente su roccia, al fine di stimare la resistività dell’ammasso
roccioso.
TOMOGRAFIA ELETTRICA
Tale indagine consiste nell’immettere nel terreno una corrente mediante due elettrodi cui è
applicata una modesta differenza di potenziale. Mediante altri due elettrodi si registra la differenza di
potenziale che viene a determinarsi.
La prova consiste nel posizionare sul terreno di 48 elettrodi collegati con lo strumento per la
misura della resistività.
Lo strumento utilizzato è un dispositivo per misurazioni geoelettriche multielettrodo, modello
A3000E prodotto dalla M.A.E. Molisana Apparecchiature Elettroniche.
SPECIFICHE TECNICHE
Strumentazione per misurazioni geoelettriche multielettrodo, modo M.A.E. A3000E – Anno
2007
Parametri misurabili: resistività apparente, resistenza, voltaggio (SP), polarizzazione indotta (IP)
Energizzatore interno della potenza di 60W
Tensione generata 50V, 100V, 250V, 500V
Corrente massima di uscita 2 A
Risoluzione 38 µA e 16 µV
Misuratore di potenziale da 0V a 50V con autorange
Impedenza d'ingresso del misuratore di tensione 1 MΩ
Compensazione automatica del potenziale spontaneo
Test resistenza di contatto dei singoli elettrodi da 0,1 a 1000 KΩ
Acquisizione dei valori di IP e resistività in contemporanea
Energizzazione con onda quadra programmabile da PC interno con tempi da 100 msec in su
Gestione delle misure con PC interno con possibilità di variare a piaci mento il sistema di
acquisizione e visualizzare le misure effettuate
Lo strumento permette di misurare la resistività apparente, la resistenza, il voltaggio (SP) e la
polarizzazione indotta (IP). L’energizzatore interno ha una potenza di 60 W, in grado di generare tensioni
comprese tra 50 e 500 V. La corrente massima in uscita è di 2A. Il sistema è dotato di PC interno, per
mezzo il quale è possibile variare il sistema di acquisizione sulla base delle finalità operative.
Lo strumento misura una resistività che non è quella reale del sottosuolo, bensì un valore
“apparente”, che sarebbe la stessa resistività ottenuta per un terreno omogeneo, con la medesima
configurazione degli elettrodi.
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Il rapporto tra resistività reale ed “apparente” è complesso. La determinazione della resistività
reale da quella “apparente” è resa possibile affrontando la complessa teoria matematica dell’inversione;
tale procedimento matematico è reso possibile dall’utilizzo di software specifico RES2DINV, che
mediante modelli matematici ricostruisce la sezione del modello geologico con inversione ai minimi
quadrati e analisi tomografica.
La scelta dell’array da utilizzare è funzione delle seguenti variabili:
1. Tipo di struttura da indagare
2. Sensibilità dello strumento utilizzato
3. Livello dei disturbi di fondo
Le caratteristiche per ogni array sono:
1. Profondità di indagine
2. sensibilità ai cambiamenti orizzontali e verticali della resistività
3. ampiezza orizzontale di indagine
4. forza del segnale
Le caratteristiche 1 e 2 sono dipendenti dalla sensibilità dell’array, la cui equazione matematica è
data dalla derivata di Frechet:
Integrando la derivata di Frechet si ottiene la profondità teorica di indagine, che varia quindi a
seconda dell’array utilizzato.
STENDIMENTO
Gli stendimenti sono stati realizzati con le seguenti spaziature tra gli elettrodi:
Numero tomografia elettrica
Spaziatura elettrodi
Elettrica 1
2,0 metri
Elettrica 2
1,0 metri
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ARRAY
Su entrambi gli stendimenti sono stati realizzati array con disposizioni dei quadrupoli secondo
Wenner-Schlumberger e Wenner Alpha:
Numero tomografia elettrica
Tipo di array
Elettrica 1
Wenner-Schlumberger
Elettrica 1
Wenner Alpha
Elettrica 2
Wenner-Schlumberger
Elettrica 2
Wenner Alpha
Configurazioni dei quadrupoli:
Le energizzazioni sono state realizzate mediante curve quadre con tempi da 119 msec ed intensità
di corrente pari a 40 mA. Su ogni quadripolo sono state effettuate 2 iterazioni di lettura.
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RISULTATO DELLE INDAGINI
In allegato si forniscono i profili di resistività ricavati dalle tomografie elettriche con
configurazione tipo Wenner Schlumberger, in quanto quelli ottenuti con le configurazioni tipo Wenner
Alpha hanno fornito modelli geologici identici, ma con minore profondità di indagine.
L’interpretazione delle due tomografie è risultata complessa. La presenza superficiale dei
materiali aridi che costituiscono la massicciata stradale, nonché i rimaneggiamenti antropici operati nel
tempo sul sito causano un disturbo nella raccolta del dato. In particolare i materiali aridi superficiali
impediscono un buon accoppiamento elettrodo-terreno, con conseguenza sulla qualità del segnale.
In aggiunta l’attuale tracciato stradale attraversa perpendicolarmente un tracciato più antico, posto
a 4 metri circa di profondità dall’attuale piano campagna. Parte do tale tracciato stradale sepolto è visibile
a lato della carreggiata verso il Tagliamento. La viabilità relitta costituisce un ulteriore elemento di
disturbo a causa di ristagni d’acqua.
In virtù della non eccelsa qualità del segnale è stata necessaria un’accurata operazione di
filtraggio contestualmente ai processi di inversione.
Preliminarmente alle tomografie, in campagna si è eseguito un breve stendimento direttamente su
affioramento roccioso. Mediante impiego di 16 elettrodi è stata realizzata una tomografia al fine di
ricavare i valori di resistività caratteristici della roccia calcareo marnosa. I risultati di tale tomografia di
taratura sono illustrati in allegato.
La resistività della roccia integra, sulla base delle risultanze dello stendimento di taratura,
possiede valori superiori a 1200 Ohm*metro anche se non si possono escludere valori più bassi per effetto
di locali infiltrazioni d’acqua. Tali filtrazioni sono rese possibili dalla fitta stratificazione della roccia e
dalla tettonizzazione della stessa.
Il profilo di resistività della prima tomografia evidenzia superficialmente un riporto arido potente
da 1 a 4 metri, cui sottostanno alluvioni. Valori di resistività oltre i 1000 Ohm*metro, compatibili con la
presenza di roccia integra, si osservano solamente nel primo tratto di stendimeno, fino alla progressiva 10,
in graduale approfondimento. Oltre la progressiva 10 non si osservano valori di resistività che lascino
presagire la presenza di roccia. In corrispondenza della progressiva 30, ad una profondità di 4 metri dal
piano campagna è presente un’area a bassa resistività che potrebbe corrispondere con il tracciato stradale
più antico intersecante la S.S.13 “Pontebbana”, cui si accennava precedentemente. Nel profilo di
resistività si notano anche alcuni grossi massi isolati, ed un orizzonte prevalentemente ciottoloso.
La seconda tomografia elettrica ha fornito un profilo molto simile al precedente. La profondità di
indagine è minore è a causa della minor lunghezza dello stendimento (spaziatura 1 anziché 2 metri, per
un’apertura totale di 47 anziché 94 metri). La coltre di materiali aridi di riporto è definita con maggiore
dettaglio ed ha uno spessore più regolare, di 2 metri verso monte in assottigliamento a 1,5 metri verso
valle.
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Parimenti alla precedente anche questa indagine ha evidenziato la presenza di blocchi ed orizzonti
di materiale grossolano. Alla progressiva 20 è presente a quattro metri dal piano campagna un’area a
bassa resistività; verosimilmente anche in tal caso si tratta della viabilità sepolta a cui si accennava
precedentemente.
Vista la complessità del quadro geologico tratteggiato ed i disturbi di natura antropica, per la
successiva fase progettuale verranno eseguite nuove indagini al fine di avallare il dato fornito dalle
tomografie elettriche.
Udine, ottobre 2010
Geol. Andrea Mocchiutti
ALLEGATO
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Profilo di resistività prospezione Wenner Schlumberger
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