Indagini elettromagnetiche FDEM (Frequency Domain Electromagnetic) e TEM (Transient Electromagnetic)

Indagini nel sottosuolo per ricerche archeologiche e ambientali

Le indagini elettromagnetiche prevedono la generazione di un impulso elettromagnetico artificiale (campo primario) che provoca l’induzione di un campo secondario all’interno del terreno.

Le misure possono essere realizzate nel dominio del tempo TEM (Transient Electromagnetic) o della frequenza FDEM (Frequency Domain Electromagnetic). Nel primo caso la durata del campo primario è molto breve e si misura il campo indotto nel terreno a determinati intervalli di tempo in seguito all’interruzione del campo primario. Nel secondo caso (dominio della frequenza) viene utilizzato un sensore per la generazione del campo primario e, contemporaneamente, in un altro sensore, si eseguono le misure del campo indotto nel terreno ad una determinata o a più frequenze (indagini multifrequenza con elettromagnetometro GEM2 della Geophex).

Le misure sono eseguite sia nella componente in fase rispetto al campo primario, che in quadratura di fase. L’elaborazione dei dati consente di risalire alla conduttività del terreno, definendone quindi la natura, e di individuare corpi sepolti con conduttività differente rispetto al terreno inglobante.

Le indagini elettromagnetiche in frequenza sono principalmente utilizzate nella ricerca archeologica, per l’individuazione di corpi metallici sepolti, quali tubazioni e fusti, per la bonifica da mine e residuati bellici e per scopi ambientali. Le prospezioni elettromagnetiche nel dominio del tempo permettono di ricostruire la distribuzione della resistività reale del sottosuolo a profondità medio‐elevate (fino a 400‐500 m).
La tipica configurazione d’indagine è composta da un trasmettitore collegato ad una spira costituita da un cavo elettrico in rame (quadrata, rettangolare o circolare) disposta sul terreno ed una o più spire riceventi.La dimensione della spira energizzante è proporzionale alla profondità di indagine. La corrente inviata dal trasmettitore nella spira è un’onda quadra che viene interrotta ogni quarto di periodo.

La frequenza delle interruzioni varia da 300 Hz (per piccole profondità) a meno di 0.10 Hz (per grandi profondità).La corrente inviata dal trasmettitore nella spira stesa sul terreno è un’onda quadra a fase nulla che viene interrotta e ridotta a zero ogni secondo quarto di periodo. La frequenza delle interruzioni varia da 300 Hz, generalmente utilizzata per indagini a piccole profondità, a meno di 0.10 Hz, utilizzata per indagare a grandi profondità.

Il principio di funzionamento si basa sull’induzione di correnti parassite nel sottosuolo, che generano un campo magnetico secondario misurabile. La variazione di intensità di queste correnti, legata alla resistività del terreno, viene analizzata tramite algoritmi di inversione che consentono di ricostruire la resistività in funzione della profondità..

Le profondità massime raggiungibili sono di circa 400‐600 m con spire quadrate da 150-200 m. Strumentazione utilizzata: Guidelinegeo (ABEM) WalkTEM2 con doppia spira di acquisizione.