nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica 3d per l'esplorazione di media-grande...
TRANSCRIPT
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e
applicazioni in campo idrogeologico
S. Del Ghianda, G. Morelli, M. Russo – Geostudi Astier srl (Livorno)
Principali novità hardware e software nell’ambito della tomografia elettrica 2D e 3D:
• SISTEMA FULL WAVER (Iris Instruments - Francia)
• SISTEMA MULTI SOURCE (MPT - USA)
ENTRAMBI SONO SISTEMI «WIRELESS»
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SISTEMA FULL WAVER (Iris Instruments - Francia)
La strumentazione di misura si compone di:
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
1. Trasmettitore di corrente di adeguata potenza (generalmente alimentato a mezzo motogeneratore) collegato in serie con scatola arancione Full Waver
2.Dipoli di ricezione del segnale costituiti da elettrodi (meglio se di tipo non polarizzabile) collegati con le scatole nere Full Waver (tre el. per scatola)
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
Sistema Full Wave (Iris Instruments - Francia)La strumentazione di misura si assembla così:
Trasmettitore di corrente di adeguata potenza
(generalmente alimentato a mezzo motogeneratore)
collegato in serie con scatola di colore arancione Full Waver
Dipoli di ricezione del segnale costituiti da elettrodi (meglio se di tipo non polarizzabile) collegati con varie scatole di
colore nero Full Waver (tre el. per scatola)
………
AB
I FULL Waver
V FULL Waver
M
N
M
N
M
N
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
V FULL Waver V FULL Waver
A1
A2
An
B1
B2
Bn
Tx
Rx
GPS
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
FULL WAVER
PERCHE’ IL SISTEMA VIENE CONSIDERATO WIRELESS?
PERCHE’:
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
1. LE UNITA’ DI RICEZIONE NON SONO FISICAMENTE COLLEGATE TRA LORO
2. LE UNITA’ DI RICEZIONE NON SONO FISICAMENTE COLLEGATE AL SISTEMA DI
TRASMISSIONE DELLA CORRENTE
I-Full Waver consiste in una unità di registrazione autonoma connessa in serie sulla linea di corrente AB ed in grado di misurare e memorizzare con elevata precisione la corrente I (AB);
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Memoria interna in grado di registrare fino ad 8 ore corrispondenti a 2 860 000 campioni.
Antenna GPS integrata in grado di registrare ilsegnale PPS di posizione ma soprattutto di timing necessario per la sincronizzazione con la altre unità;
I Full Waver V Full Waver
Memoria interna in grado di registrare fino ad 8 ore corrispondenti a 2 860 000 campioni.
V-Full Waver è un logger a basso consumo per la memorizzazione del segnale elettrico (mv) su due dipoli simultanei. Progettato per misure di tipo SP, resistività e time domain IP in grado di operare in maniera autonoma e senza intervento di operatore. Campionamento: 100 Hz
Antenna GPS integrata in grado di registrare ilsegnale PPS di posizione ma soprattutto di timing necessario per la sincronizzazione con la altre unità;
DETTAGLIO DEI RICEVITORI E TRASMETTITORI INTERNISpaziatura elettrodi: 100 metri
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
DISPOSIZIONE ALTERNATIVA DEI RICEVITORI OTTIMIZZATA PER GRUPPI DI 3
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
ESEMPIO DI ARRAY DI MISURA COMPLETO CON SCHEMA TRASMETTITORI E RICEVITORI
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
ARRAY DI MISURA TIPO GRADIENT
Tx
Dipoli Tx
DUE DIVERSI ARRAY DI ACQUISIZIONE
ARRAY DI MISURA TIPO POLO-DIPOLO
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Come avviene l’acquisizione?• Predisposizione dei punti di energizzazione (Tx) e
collegamento in serie del trasmettitore alla scatola I Full Waver;
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
• Disposizione degli elettrodi (Rx) nel sottosuolo secondo una distribuzione lineare/griglia/maglia ecc.. in funzione dell’obbiettivo dell’indagine;
• Collegamento elettrodi alle scatole V Full Waver
• Accensione delle scatole di ricezione, controllo del rumore, RS check, sincronizzazione col GPS ed avvio della registrazione;
• Avvio delle iniezioni di corrente (generalmente con finestra di 2 sec.).
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Un sistema di trasmissione e controllo/registrazione della correnteTrasmettitore da 10 KW – 3000 V – 20 A
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Installazione degli elettrodi di potenziale (non polarizzabili)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Accensione delle unità di registrazione del segnale, controllo delle resistenze di contatto, dei potenziali naturali ed avvio del GPS
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Al termine dell’acquisizione i dati provenienti da ciascuna scatola vengono scaricati su scheda di memoria e trasferiti su PC
Tutti i files acquisiti vengono successivamente importati e risincronizzati tra loro mediante software dedicato; il risultato
finale è il seguente:
Eventi Tx
Serie temporale su un canale MN
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Qualità dei dati in contesti diversi – SITO MOLTO RUMOROSO
Singoli eventi di iniezione di corrente
Segnale SP: molto scadente
Fattore di qualità: molto scarso
Qualità della curva IP: molto lontana dal trend teorico
TX
RX
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Qualità dei dati in contesti diversi SITO SFAVOREVOLE (dettaglio su evento Tx singolo)
Segnale molto instabile a causa di rumore dovuto a cause antropiche (comportamento non coerente)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Fattore qualità : molto buono
Qualità della curva IP: ottimo andamento molto simile a quello teorico)
Segnale SP: molto BUONO
Qualità dei dati in contesti diversi – SITO FAVOREVOLE
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Ottimo segnale con impulsi di trasmissione Tx in perfetta fase col segnale Rx
Qualità dei dati in contesti diversi – SITO FAVOREVOLE
Deviazione standard per misure IP: 0.4 % (!) Totale dati acquisiti: 900 dati (V/I) Totale dati di resistività invertiti: 900 Totale dati IP invertiti: 854 pari al 95% del totale (!)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Qualità dei dati in contesti diversi – Dettaglio su un singolo evento di trasmissione
Ottimo segnale con elevata stabilità quando il trasmettitore è spento
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Segnale più forte per MN parallelo ad AB
Channel 1 (AB and MN «in line»)
Channel 2 (AB and MN «ortogonal»)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
FULL WAVER - I dati acquisiti ordinati e pronti per l’elaborazione
RIEPILOGANDO:
VERIFICARE LA STABILITÀ DEL SEGNALE V ALL’ATTO DELL’ACCENSIONE DELLE SCATOLE (+/- 0.5 MV) INDICE DELLA RUMOROSITÀ DEL SITO;
SELEZIONARE UN FONDO SCALA ADEGUATO (5 O 15 V; 15 V CONSIGLIATO SOLO PER DIPOLI CORTI);
INIETTARE LA MASSIMA CORRENTE POSSIBILE;
IN FASE DI PROGETTAZIONE DELLA CAMPAGNA DI MISURA, CONSIDERARE CHE I DIPOLI DI POTENZIALE MN DISPOSTI PERPENDICOLARI AD AB HANNO UN SEGNALE INFERIORE RISPETTO AD UNA DISPOSIZIONE PARALLELA;
LE MISURE MIGLIORI SONO QUELLE CHE FORNISCONO VALORI DEL FATTORE DI QUALITÀ PIÙ BASSI POSSIBILE;
LA CURVA IP DEVE AVVICINARSI IL PIÙ POSSIBILE ALL’ANDAMENTO DI DECADIMENTO TEORICO (DECAY);
DURANTE L’INIEZIONE DI CORRENTE, I VALORI DI POTENZIALE DEVONO ESSERE I PIÙ ALTI POSSIBILE RISPETTO ALL’SP;
LO SPETTRO DEVE RISULTARE IL PIÙ STRETTO POSSIBILE.
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SISTEMA MPT Multisource
Si tratta di una strumentazione per tomografia elettrica costituita da unità remote (distribuite) ciascuna a due canali (tre elettrodi) in grado di trasmettere corrente (Tx–AB) e misurare il segnale (Rx-MN) Transceiver
Gli aspetti innovativi sono essenzialmente tre:1) Controllo acquisizione in modalità «wireless»2) Possibilità di utilizzare trasmettitori multipli3) Unità Transceiver
Antenna GPSAntenna controllo
Le unità remote sono controllate simultaneamente ed in tempo reale da centralina di gestione della misura (controller) che, collegata al Laptop di campagna, consente di pilotare le misure tomografiche anche a 2-3 km di distanza.
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Comunicazione a 900 MHz.
ALIMENTAZIONE:
BATTERIA a 12 VDC integrata (da 240 o 480 Wh) o esterna.
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Ciascun box è in grado di gestire 2 canali simultanei di ricezione e untrasmettitore interno da 375 watt alimentato da una batteria esterna da12 V, è dotato di un modulo GPS interno per la localizzazione e lasincronizzazione con gli altri sistemi di trasmissione/ricezione e contieneuna scheda di comunicazione wireless
Ogni box dunque è in grado di lavorare in maniera indipendente daglialtri e ciò consente di collocare gli elettrodi in totale libertà sul terrenosenza i vincoli legati alla presenza di cavi multi-conduttore.
Dal punto di vista della misura quadripolare significa che, se stiamo lavorando a due trasmettitori, per ciascun MN considerato si avranno due diverse informazioni di corrente derivanti dai due diversi trasmettitori:
A1 B1 Mi Ni I (A1 B1) V (Mi Ni)
A2 B2 Mi Ni I (A2 B2) V (Mi Ni)
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
In fase di elaborazione dati si dovranno pertanto modellare le V e non le V/I.
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
Tx (AB)
Rx (MN)
A1
A2
B1
B2
M
N
Segnale GPS per posizionamento
Segnale Controller Tx-Rx
MULTI SOURCE – Due trasmettitori
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
Tx (AB)
Rx (MN)
A1
A2
A4
A3
B1
B2
B3
B4
M
N
Segnale GPS per posizionamento
Segnale Controller Tx-Rx
MULTI SOURCE – Quattro trasmettitori
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
Tx (AB)
Rx (MN)
A1
A2
A4
A3
B1
B2
B3
B4
M
N
Segnale GPS per posizionamento
Segnale Controller Tx-Rx
MULTI SOURCE – Quattro trasmettitori
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
La caratteristica più importante del sistema consiste nella possibilità di trasmettere simultaneamente da più box: ciò consente al sistema di ottenere livelli di segnale, profondità di investigazione e risoluzione spaziale molto elevati
Dettaglio della schermata di controllo della posizione gps dei box in comunicazione via radio con il pc.
PERCHE’ IL SISTEMA VIENE CONSIDERATO WIRELESS?
PERCHE’:
1. LE UNITA’ DI TRASMISSIONE/RICEZIONE NON SONO FISICAMENTE COLLEGATE TRA LORO
2. LE UNITA’ DI TRASMISSIONE/RICEZIONE SONO PILOTATE DA CONTROLLER REMOTO VIA RADIO
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
ESEMPI APPLICATIVI FULL WAVER
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
CANINO (VT) – FULL WAVER
Postazione MT e ubicazione pozzo «Pidocchio 1»
Posizione elettrodi di misura ERT (Full Wave)
Polo remoto
Ricevitori IRIS Instruments V-Full Waver per misure ERT
Trasmettitore ad alta potenza IRIS Instruments VIP 4000
Registratore di corrente Tx IRIS Instruments I-Full Waver
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
1. Geometria pseudo-2D con elettrodi allineati lungo la strada vicinale e spaziati di 50 metri e array di acquisizione polo-dipolo per un totale di 428 misure quadripolari. La lunghezza dello stendimento di circa 1500 metri consente una profondità di investigazione dell'ordine dei 400 metri:
Acquisizione effettuata secondo due diverse configurazioni:
2. Acquisizione di tipo dipolo-dipoloequatoriale con dipoli di ricezione di 2 ampiezze diverse, pari a 50 metri e 100 metri per un totale di 121 misure quadripolari. La massima distanza tra trasmettitore e ricevitore in questo caso è dell'ordine dei 2000 metri con una profondità di investigazione teorica dell'ordine di 5,5-6 volte la larghezza del dipolo più grande di ricezione, dunque pari a 550-600 metri di profondità:
I dati così acquisiti sono stati integrati ed invertiti in un unico dataset
Piano +50 m slm
Piano 0.0 m slm
Porzione conduttiva
Porzione conduttiva
Porzioni resistive
Porzioni resistive
Mappe di resistività ERT dopo inversione – Piano campagna a circa 130 m slm
Piano -50 m slm
Piano - 75 m slm
Porzione conduttiva
Porzione conduttiva
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Sezione verticale ERT vista da sud con sovrapposizione della curva MT
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
UBICAZIONE DEI BOX DI RICEZIONE (Cina)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
ESEMPIO APPLICATIVO 1: FULL WAVER
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SCHEMA DI ACQUISIZIONE DATI
• 15 unità V-FullWaver sul campo
• 45 elettrodi Rx totali
• 31 elettrodi Tx totali (30 AB iniezioni di corrente)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SCHEMA DI ACQUISIZIONE: TRASMETTITORI
• Deviazione standard della mediano per IP apparenti: 0.4% (!)
• 900 quadripoli acquisiti;
• 900 V/I dati invertiti, 854 dati IP Dati invertiti 95% delle misure IP OK.
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
QUALITA’ DEI DATI: MISURE DI ELEVATA QUALITA’
PARAMETRI DI PROCESSING
MESH:Mesh 3D con topografia derivata dalla quota degli elettrodiDimensioni della mesh in x and y: 50 mDimensioni della mesh in z: 25 mProfondità di investigazione: 800 m
MODELLI DI PARTENZA: Resistività: 1000 ohm mCaricabilità: 5 mV/V
NOISE (stimato dalle deviazioni standard):Misure V/I : 1%Misure IP : 1%
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Porzione nord più conduttiva
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
VOLUME DI RESISTIVITA’
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
STRUTTURA con andamento NW-SE: interfaccia tra resistività < e > di 700-750 ohm*m
VISTE IN PIANTA
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SEZIONE VERTICALE DI CARICABILITA’
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
ACQUISIZIONE FULL WAVER SU PICCOLA SCALA CON ENERGIZZATORE A MEZZO SYCAL PRO ALIMENTATO DA BATTERIA ESTERNA
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SCHEMA DI ACQUISIZIONE DEL SISTEMA DI RICEZIONE
COORDINATE DEL SISTEMA DI RICEZIONE
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
SCHEMA DI ACQUISIZIONE DEL SISTEMA DI RICEZIONE E TRASMISSIONE
COORDINATE DEI TRASMETTITORI
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
VISUALIZZAZIONE 3d DEI DATI ERT INVERTITI
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
VISUALIZZAZIONE 3D DEI DATI ERT INVERTITI
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
ESEMPI APPLICATIVI MULTI SOURCE
Il risultato finale dell’inversione consiste in un volume tridimensionale di resistività elettrica (blocco 3D) delimitato lateralmente dalla posizione degli elettrodi di misura per una profondità massima di esplorazione di circa 400 metri dal p.c.
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
n° 36 elettrodi di misura suddivisi in due gruppi da 18 elettrodi spaziati tra loro di100 metri ciascuno e disposti lungo i due allineamenti definendo un’area di1800x380 metri circa.
La posizione dei punti di misura unita alla modalità di acquisizione a 2 e 4trasmettitori, ha consentito di ottenere una elevata profondità di esplorazione(400 metri) ed una elevata risoluzione spaziale anche nella porzione di sottosuolocompresa tra i due allineamenti principali.
In totale sono state effettuate circa 10.000 misure quadripolari secondo gli schemidi acquisizione di seguito definiti (dipolo-dipolo a uno, due e quattro trasmettitorisimultanei)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
MODALITA’ ESECUTIVE
Tutta l’acquisizione ha richiesto 1.5 giorni di lavoro
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Misure dipolo-dipolo standard (1 dipolo di trasmissione e 1 dipolo di ricezione per misura): tutte le possibili combinazioni di trasmissione/ricezione con dipoli da 100 e 200 metri.
Misure dipolo-dipolo a 2 Trasmettitori (2 dipoli di trasmissione simultanei e 1 dipolo di ricezione per misura): dipoli di trasmissione su due profili diversi e tutte le possibili combinazioni di trasmissione/ricezione con dipoli da 100 e 200 metri.
Misure dipolo-dipolo a 4 Trasmettitori (4 dipoli di trasmissione simultanei e 1 dipolo di ricezione per misura): dipoli di trasmissione su due profili diversi e tutte le possibili combinazioni di trasmissione/ricezione con dipoli da 100 e 200 metri.
Sono stati acquisiti i seguenti array elettrodici:
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Documentazione fotografica
La stazione di energizzazione MPT Multisource
Il contesto geomorfologico
Antenna di trasmissione/ricezione
Collegamento ai tre elettrodi
Alimentazione
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Piano a +100 m s.l.m. Piano a +50 m s.l.m.
Argille azzurre
Argille azzurre
Argille azzurre
Argille azzurre
Porzioni più resistive
Porzioni più resistive superficiali
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Porzioni relativam. più resistive (argille)
Porzioni relativam. più conduttive
Anomalie conduttive
Porzioni relativam. più resistive
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Anomalia conduttiva
Copertura argillosa
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Piano a +150 m slm
Porzioni conduttive (argille Azzurre)
Porzioni resistive
(gessi)
Porzioni resistive
(gessi EMOg)
Argille ed argille
sabbiose (RAQ)
Argille ed argille sabbiose (PDN)
Lineamento strutturale
Mappe geoelettriche (piano orizzontale) – Quota media bacino: circa 200 m slm
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Piano a +50 m slm
Mappe geoelettriche (piano orizzontale) – Quota media bacino: circa 200 m slm
Substrato conduttivo
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Sezioni geoelettriche
Substrato conduttivo
Porzioni resistive (gessi EMOg)
Substrato conduttivo
Substrato conduttivo
Porzioni resistive (gessi EMOg)
Porzioni resistive (gessi EMOg)
Substrato conduttivo
Substrato conduttivo
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Prima linea dei transceivers
Seconda linea dei transceivers
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Rappresentazione 3D del volume investigato
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Controller, antenna comunicazione e pc per l'acquisizione
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
MPT Multi Source – Transceiver in campo
MPT Multi Source – Controller acquisizione
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
IRIS FULL WAVER
VANTAGGI
UNITÀ RX INDIPENDENTI, LEGGERE ED AUTONOME
CAVI DA MOVIMENTARE DI DIAMETRO INFERIORE RISPETTO A QUELLI DA TOMOGRAFIA
PIENA LIBERTÀ NEL POSIZIONAMENTO DEGLI ELETTRODI PER ACQUISIZIONI 2D E 3D
POSSIBILITÀ DI STUDIARE L'ANDAMENTO DEL PS NEL TEMPO
IDEALE PER MISURE DI CARICABILITÀ
CONSENTE DI INVESTIGARE AREE ESTESE IN POCO TEMPO
CIRCUITI TX ED RX INDIPENDENTI IN FASE DI ACQUISIZIONE
SVANTAGGI
CAPACITÀ DI REGISTRAZIONE DI 8 ORE A 100 HZ
NECESSITÀ DI GESTIRE UN CERTO NUMERO DI UNITÀ DA METTERE IN CARICA, TRASPORTARE E DALLE QUALI SCARICARE ED ORDINARE TUTTI I DATI
SQUADRA IN CAMPO GENERALMENTE NUMEROSA
MAGGIOR NUMERO DI BOBINE DI CAVO DA MOVIMENTARE RISPETTO AI SISTEMI TRADIZIONALI (MA PIÙ LEGGERE)
TRASMETTITORI AB DA SPOSTARE OGNI VOLTA (RICHIEDE OPERATORI)
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
MPT MULTISOURCE
VANTAGGI
UNITÀ RX INDIPENDENTI ED AUTONOME
CAVI DA MOVIMENTARE DI DIAMETRO INFERIORE RISPETTO A QUELLI DA TOMOGRAFIA
PIENA LIBERTÀ NEL POSIZIONAMENTO DEGLI ELETTRODI PER ACQUISIZIONI 2D E 3D
TUTTI GLI ELETTRODI POSSONO FUNZIONARE DA TX ED RX
OTTIMO RAPPORTO SEGNALE RUMORE ANCHE AD ELEVATA PROFONDITÀ GRAZIE AI TRASMETTITORI MULTIPLI
CONSENTE DI INVESTIGARE AREE ESTESE IN POCO TEMPO
SVANTAGGI
IN PRESENZA DI TOPOGRAFIA ACCIDENTATA IL SEGNALE TRA CONTROLLER E UNITÀ REMOTA PUÒ ESSERE PERSO
NECESSITÀ DI GESTIRE UN CERTO NUMERO DI UNITÀ DA METTERE IN CARICA E TRASPORTARE
SQUADRA IN CAMPO GENERALMENTE NUMEROSA
MAGGIOR NUMERO DI BOBINE DI CAVO DA MOVIMENTARE RISPETTO AI SISTEMI TRADIZIONALI (MA PIÙ LEGGERE)
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
4 e 5 dicembre 2014 – LA GEOFISICA APPLICATA ALLA IDROGEOLOGIA - XI Workshop di geofisica
Nuovi sistemi wireless per tomografia elettrica per l'esplorazione di medio‐grande profondità e applicazioni in campo idrogeologico