A cosa serve (anche) la GEOFISICA: Vedere all interno della Terra che, notoriamente, non è trasparente, per: Capire i fenomeni catastrofici (es. i terremoti, le eruzioni vulcaniche); Reperire e valutare le geo-risorse (es. l acqua, il petrolio, i minerali) e, più recentemente, Monitorizzare le condizioni del sottosuolo e dei manufatti (indagini non invasive ).
Come lo fa: Stimando, da misure generalmente eseguite alla superficie, la distribuzione di una o più proprietà fisiche che influiscono sui relativi campi di forze. Esempi: la densità, con misure del campo gravitazionale, la suscettività magnetica, con misure del campo magnetico, la resistività elettrica con misure di campi elettrici, naturali od artificiali,
Con quali metodologie per l Archeologia e le indagini su manufatti? 5. 6. 7. 8. (Geo-)Elettrica Georadar magnetometrica acustica Proprietà fisiche ricostruite: Resistività elettrica Costante dielettrica Suscettività magnetica Velocità delle onde elastiche
Resistività elettrica
Misure di resistività elettrica mediante TOMOGRAFIA
L apparecchiatura ABEM mod. SAS4000/Es464 64 canali, 1 A 1 3 2 1) Cavi multipolari 2) Georesistivimetro 3) Elettrodi (picchetti di metallo -acciaio-) (interno del padiglione di scavi di Isernia la Pineta)
Che cosa si misura sul campo e come A B M N ρa= k V I dove : ρ a : resistività apparente (Ω m) k : fattore geometrico (m) V : d.d.p. (Volt) I : intensità di corrente (A).
Come si rappresenta Misura n 3 A M 3a 3a N B 3a Georesistivimetro Misura n 2 A M 2a 2a N 2a B Misura n 1 p.c. Pro fon dità (m) A a M a N a B Disposizione degli elettrodi A e B : elettrodi di corrente M e N: elettrodi di potenziale a : distanza tra gli elettrodi punto di misura della resistività apparente (Ohm.m)
Poi si stima la distribuzione reale della resistività (il modello del sottosuolo)
E questo era il modello
Il georadar (GPR) Modalità operative Tx Rx Tx/Rx bistatico monostatico
Principi di base v c εr ρ δ 500 f er: costante dielettrica relativa c: velocità delle onde elettromagnetiche (luce) nel vuoto v: velocità delle onde elettromagnetiche nel mezzo δ = profondità pelle ρ = resistività f = frequenza f=100 MHz, ρ=1000 Ωm: δ=1.6m; f=100 MHz, ρ=1 Ωm: δ=0.2 m
Corpo isolato http://www.georadar.com/ Corpo continuo/strato
Il magnetometro
Tomografia acustica y a r h t i i-th ray Sorgenti acustiche j-th cell Trasduttori o geofoni
Su manufatti:
Volta della scarsella del Battistero di Firenze
Tomografia acustica 3D Z Y X z y x
Confronto elettricageoradar 3.5 4.4 3.0 5.4 4.6 2.5 4.4 3.2 5.4 5.2 1.5 3.8 5.0 2.0 4.2 4.8 1.0 0.5 0 1 2 3 4 5 6 distanza (m) 3 4 5 7 8 9
Tomografia elettrica 3D Georadar: Ampiezza istantanea di riflessione (2 gusci) 900 MHz
Controllo del consolidamento delle fondazioni di stabili in Venezia
.5 Rendering 3D 6m 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 prima del consolidamento 4.5 5.0 5.5 Resistivity (Ohm*m) 10 2.00 20 3.00 50 4.00 6m 150 5.00 0.0 0.5 1.0 dopo il consolidamento 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 % Increment of Resistivity -50-25 0 25 50 4.5 5.0 5.5
0.5 Confronto pre-post-consolidamento 1.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Resistività (Ohm*m) 10 2.00 0.15 m m 0.50 0.25 20 3.00 50 4.00 150 5.00 post pre post pre 6m
La verifica diretta y Z=0.8m x
Tomografia acustica ante e postconsolidamento: colonna del tempio di Antonino e Faustina Colonna A piani 9-10 Dati messi a disposizione dal prof. E. Cardarelli, UNIROMA1
Per l Archeologia:
Lo scavo di Isernia la Pineta: uno stendimento di tomografia elettrica
Misure col georadar
La mappa delle misure Ingresso N
Long-1 T5 T4 T3 T2 T1 ossa 0m 2m Distance (m)
Sezioni orizzontali slices Tomografia elettrica 3D Ingresso al padiglione
Ingresso al padiglione Depressioni Fratture Area coperta dall indagine 3D ERT
1. Vasca idrotermale di Bagno Vignoni
SE Modello 2D di resistività voragine A Resistività (Ωm) NW
vasca struttura resistiva voragine struttura conduttiva 22 m ρ< 15 Ωm Resistività (Ωm)
Indagini magnetometriche: terramare N N
Con le curve di livello: 10.00 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00
Indagini magnetometriche: Insediamento dell età del ferro Campo totale alto 100 N 80 m 60 40 20 0 0 20 40 60 80 m 100 120 140 160
Grazie dell attenzione Maggiori dettagli nel corso di Prospezioni Geofisiche
Sottoservizi metallici a diverse profondità (1-1.5 m), 900 MHz
Riparo Tagliente trasversale N S
Riparo Tagliente longitudinale