Il sistema di cavi multi-elettrodo è una metodologia avanzata per l’esecuzione di indagini di resistività 2-D. Questo metodo geoelettrico aumenta di molto le prestazioni dell’indagine e consente di individuare le interfacce di resistività sia verticali sia orizzontali, che sono legate alla geologia strutturale, l’idrogeologia, la geotecnica, i problemi ambientali, ecc. Completata con le coordinate della morfologia, la sezione di resistività restituisce una visione complessa e realistica del terreno in  oggetto di studio.

Il sistema di cavi multi-elettrodo può essere utilizzato da una o due persone, economizzando significativamente sui tempi di lavoro.

       Le misure sono eseguite automaticamente – gli elettrodi di corrente e di potenziale sono commutati lungo la linea. Lo scambio di segmenti di cavo può aumentare la lunghezza della linea misurata.

       Le disposizioni elettrodiche di tipo Schlumberger, Wenner e dipolo-dipolo sono supportate dal sistema ARS-200E (fig. 4). Gli elettrodi di misura sono posti sulla superficie a distanza costante (solitamente 1, 2, 3, 4, o 5m). Il cavo standard dell’ARS-200E consiste in un segmento di 8 elettrodi. Per raggiungere una buona profondità in un breve tempo di misura è consigliato l’utilizzo di 4-5 segmenti da 8 elettrodi ciascuno.

Esempio di stendimento multi-elettrodico con l’utilizzo di due segmenti di cavo

       I risultati della misura sono salvati come tabella di valori di resistività, che possono essere trasformati in una pseudosezione di valori di resistività apparente. Questa pseudosezione riporta i valori delle resistività apparenti a profondità stimate approssimativamente. La sezione con le resistività e le profondità reali è ottenuta attraverso un processo di inversione dei risultati. (ad esempio: Inversione Rapida di Resistività e di IP con il metodo dei minimi quadrati di M.H. Loke). Il metodo di inversione è basato sulla suddivisione in un insieme di rettangoli della sezione misurata. Con il metodo delle differenze finite (o degli elementi finiti) viene calcolata una pseudosezione teorica corrispondente al modello ipotizzato. Il modello finale di resistività della sezione misurata è ottenuto da un’ottimizzazione ai minimi quadrati, confrontando le misure effettuate con quelle calcolate. Il programma di inversione non è incluso con l’ARS-200E. Il sistema multi-elettrodo ARS-200E è direttamente  compatibile con il programma RES2DINV che può essere consegnato con lo strumento a richiesta dell’utente.

Profili di Resistività

       I profili di resistività sono utilizzati per individuare le interfacce verticali o oblique di resistività al fine di localizzare contatti tra rocce differenti, venature di rocce o minerali, pareti sotterrate, plumes di inquinanti, ecc. Per i profili di resistività vengono utilizzate diverse configurazioni di elettrodi di corrente e potenziale, ad esempio Schlumberger, Wenner, Dipolo-dipolo, Polo-dipolo ecc. (G.V. Keller, F.C. Frischknecht  1966).

La configurazione Schlumberger è il sistema usato generalmente per le misure di resistività. La configurazione Wenner rappresenta una sua variante particolare. La configurazione dipolo-dipolo ha gli elettrodi M e N situati all’esterno degli elettrodi A e B. La configurazione polo-dipolo ha l’elettrodo B situato ad una distanza molto grande (teoricamente infinita).

Tutte queste configurazioni hanno diverse e particolari caratteristiche e coprono gran parte delle reali funzioni della geofisica.

La connessione dei cavi con l’unità centrale ARS-200E corrisponde con i terminali A, B, M1, N1 sull’adattatore per SEV.

Polarizzazione Indotta

Il metodo della polarizzazione indotta prevede la misura sia della resistività, sia della caricabilità, come descritto in fig. 24 e nell’equazione 3.

       UP rappresenta la tensione MN alla fine dell’immissione di corrente agli elettrodi AB, mentre UX rappresenta la tensione MN  misurata 20 ms dopo l’interruzione della corrente AB.

       La caricabilità è un parametro che dipende dal tipo di conducibilità del sottosuolo, che può essere causata dagli ioni o dagli elettroni. Il valore di caricabilità dipende dal tempo di ritardo, dalla densità di corrente e da altri fattori.

        La polarizzazione indotta è uno strumento importante per la prospezione di minerali metallici. La roccia con minerale metallico è caratterizzata da un basso contrasto di resistività ma da una significativa differenza di caricabilità. Altri campi di applicazione del metodo della polarizzazione indotta sono l’idrogeologia e gli studi ambientali. Questo metodo fornisce molte informazioni riguardo alla dimensione ed alla profondità di obiettivi geologici.

Potenziale Spontaneo

        Il metodo del potenziale spontaneo è uno tra i più vecchi metodi geoelettrici. La fonte principale di potenziali spontanei è la polarizzazione di corpi geologici con conduttività di tipo metallico, come ad esempio venature di minerali con solfuri e grafite. Piccole variazioni del potenziale spontaneo possono essere causate dal movimento di liquidi attraverso i pori (potenziali di filtrazione) e dalle variazioni di mineralizzazione delle acque sotterranee (potenziali di diffusione). Il metodo del potenziale spontaneo è utile nella prospezione di corpi ricchi di minerali e può svolgere alcune funzioni nell’ambito di indagini idrogeologiche ed ambientali.

        Il potenziale spontaneo può essere misurato sia rispetto ad un elettrodo fisso di riferimento, sia come gradiente di potenziale (due elettrodi a distanza costante sono spostati lungo il profilo). Per questo tipo di misura sarebbe meglio disporre di elettrodi speciali che possano eliminare la loro polarizzazione e di conseguenza la loro influenza negativa sul potenziale misurato. Per le misure di potenziale spontaneo sono utilizzati solo i terminali M1e N1 dell’adattatore per SEV.

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