La scelta della metodologia di indagine geoelettrica è legata al risultato che si desidera ottenere e alla finalità del sondaggio. Ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi, senza conoscere i limiti strumentali e fisici di taluna prova può portare ad errori rilevanti ai fini dell’interpretazione dei risultati. In questo articolo osserviamo l’esito di una tomografia elettrica 2D (ERT) e di un sondaggio elettrico verticale (SEV), eseguiti nella stessa area di studio.
Cominciamo con la definizione delle due indagini:
Sondaggio elettrico verticale (SEV)
Metodologia di indagine geoelettrica eseguita mediante una coppia di elettrodi di corrente e una coppia di elettrodi di potenziale (quadrupolo elettrico). Lo strumento effettua una sola misurazione alla volta, dopodiché l’utente allontana di volta in volta le due coppie di elettrodi lungo direzioni opposte tra loro e a una distanza nota in funzione dell’array utilizzato. Il sondaggio permette di ricostruire un profilo verticale di resistività apparente e reale al centro del quadripolo.
Tomografia elettrica 2D (ERT)
Tecnica di prospezione geoelettrica eseguita mediante set di elettrodi equidistanti tra loro lungo una linea retta di indagine di lunghezza definita dall’utente. Lo strumento gestisce l’immissione di corrente nelle varie combinazioni tra gli elettrodi di corrente (A e B) e la lettura di differenza di potenziale tra gli elettrodi di potenziale (M e N). Gli elettrodi in funzione della combinazione scelta e della lettura in atto immetteranno o riceveranno corrente automaticamente. lo strumento (georesistivimetro) è in grado di effettuare migliaia di misurazioni registrando valori di resistività apparente lungo una pseudosezione al disotto della linea di indagine.
Principali differenze tra tomografia elettrica e SEV
Partendo dal fatto che la profondità di indagine dipende dalla lunghezza dello stendimento in superficie, possiamo affermare che il SEV trova maggiore impiego per la possibilità di raggiungere profondità elevate, per la facilità di esecuzione dal punto di vista logistico (attraversamento di strade, abitazioni, recinzioni, barriere naturali, ecc..) e per l’aspetto economico (in tomografia 2D occorrerebbero cavi multipolari schermati lunghi almeno un chilometro per raggiungere profondità equiparabili al SEV).
Il fatto che sia un sondaggio monodimensionale lo rende perfetto per situazioni in cui gli strati sono piano-paralleli, ovvero dove i cambi litologici avvengono solo nella direzione verticale; in tutti gli altri casi (la maggior parte delle volte) le misurazioni del SEV sono influenzate da cambi di resistività laterali rispetto alla colonna stratigrafica rilevata.
La Tomografia di Resistività Elettrica, al contrario del Sondaggio Elettrico Verticale, riesce in fase di elaborazione dei dati ad escludere gli effetti laterali di ogni singolo punto in profondità, avendo come detto sopra, una fitta griglia di punti rilevati sotto tutto il profilo bidimensionale. Questo garantisce un buon dettaglio della sezione indagata mettendo in evidenza le discontinuità stratigrafiche sia in profondità che laterali.
Inizio test…
L’esperimento consiste nel sovrapporre i risultati delle due prove in oggetto per verificare la loro corrispondenza. I sondaggi elettrici, eseguiti sulla stessa area di studio, sono orientati lungo la stessa direzione e il centro del profilo elettrico 2D è coincidente con quello del quadrupolo del SEV.
Per questioni logistiche con il profilo di resistività elettrica 2D è stata raggiunta una lunghezza massima di 155 mt, mentre con il SEV la distanza tra gli elettrodi di corrente A e B, durante l’ultima misurazione, è stata di 360 mt. I due risultati di seguito riportati mostrano una buona corrispondenza in termini di valori di resistività.
figura 1: tomografia elettrica 2D (ERT)
figura 2: Sondaggio Elettrico Verticale (SEV)
Per una corretta comparazione è necessario adattare al SEV lo stesso stile grafico della tomografia elettrica, assegnando ai valori di resistività reale la stessa mappatura di colori, ottenendo così una colonna confrontabile graficamente con un profilo di resistività elettrica 2D. Col passo successivo abbiamo voluto sovrapporre le due prove sovrapponendole sul punto esatto di misura come vediamo in figura:
Osservando i risultati possiamo apprendere che i valori di resistività sono molto simili; si nota nel sondaggio elettrico verticale un primo strato con valori di resistività attorno ai 30 Ω×m (Strato A), un secondo strato (B) che va da 70-80 Ω×m e di nuovo uno strato con resistività di circa 30 Ω×m (A). In termini di valori di resistività sono molto simili ai valori della tomografia elettrica, ma differiscono in profondità di qualche metro.
La ragione di questo leggero spostamento è dovuto ai limiti del SEV, cioè all’influenza che hanno i cambi laterali sulle misure di questo tipo. Infatti, possiamo verificare tramite tomografia elettrica che non c’è una situazione litologica a strati piano-paralleli, dove i due sondaggi con ogni probabilità sarebbero stati coincidenti.
Alla luce di questa dimostrazione possiamo quindi affermare che i sondaggi elettrici verticali sono comunque affidabili se l’obiettivo dello studio è l’individuazione di grandi cambi litostratigrafici, pur non avendo la precisione assoluta delle loro profondità e dei loro spessori. Se lo scopo dell’indagine richiede invece maggior precisione e individuazione di cambi laterali quali possono essere faglie, eterogeneità laterali, passaggi litologici, fratture ecc… la tomografia elettrica 2D diventa di fondamentale utilizzo.