INDAGINI SISMICHE

Le indagini sismiche in foro e in superficie, ricerca idrica, archeologica, ricerca di cavità e modellazione geofisica del territorio sono una delle nostre attività principali. La modellazione sismica mediante stendimenti sismici, studi di Risposta sismica locale per l’individuazione e caratterizzazione delle curve di risposta elastiche così come previsto dalle vigenti normative. La possibilità di riprodurre con rappresentazioni 2D e 3D i dati geofisici raccolti determina gli importanti vantaggi rispetto all’isolato utilizzo di prove dirette puntiformi.

Sismica a rifrazione

Il metodo della sismica a rifrazione è una delle indagini geofisiche più utilizzate dall’ingegneria civile per la conoscenza del sottosuolo. Esso è basato sul tempo necessario perché la perturbazione elastica, indotta nel sottosuolo da una determinata sorgente di energia, giunga agli apparecchi di ricezione (geofoni) percorrendo lo strato superficiale con onde dirette e gli strati più profondi con onde rifratte. L’apparecchiatura necessaria per le prospezioni sismiche è costituita da una serie di geofoni (generalmente 12 o 24) che vengono spaziati regolarmente lungo un determinato allineamento e da un sismografo che registra l’istante di partenza della perturbazione ed i tempi di arrivo delle onde a ciascun geofono. La registrazione, sia del momento dell’esplosione che del segnale amplificato da ciascun geofono, avviene simultaneamente su di un unico diagramma (sismogramma). La sorgente di energia può essere costituita da cariche esplosive, cannoncino sismico, mazza battente, etc.

Campi di applicazione:

• Classificazione del terreno di fondazione in base alle nuove norme antisismiche;
• Studi di carattere geotecnico (individuazione delle proprietà elastiche dei mezzi, rilevati stradali, ponti, gallerie, dighe e tracciati ferroviari);
• Studi geomorfologici (individuazione e controllo della stabilità dei versanti);
• Valutazione dello spessore dei corpi di frana;
• Modellazione bidimensionale e tridimensionale del sottosuolo;
• Studi per la pianificazione del territorio (microzonazione sismica);
• Determinazione del substrato in zone di riempimento alluvionale, detritico o di riporto;
• Definizione delle coperture di alterazione e delle zone fratturate in un bedrock.

Sismica a riflessione

La sismica a riflessione è una metodologia largamente utilizzata nell’esplorazione del sottosuolo per ricostruire l’assetto stratigrafico e strutturale dei corpi geologici: geometrie deposizionali, stratificazione, superfici di discordanza, faglie, sovrascorrimenti, etc.. È “il più geologico” dei metodi geofisici, infatti permette di effettuare una ricostruzione, delle porzioni sepolte della superficie terrestre e può essere applicato in qualsiasi ambiente: terrestre, marino e di transizione. Il metodo d’indagine consiste nel produrre uno scoppio e nel registrare le riflessioni da esso generate attraverso uno stendimento di diversi geofoni, le onde sismiche indotte dalla sorgente nel sottosuolo daranno origine ad una riflessione ogni qualvolta incontreranno un’interfaccia tra due mezzi caratterizzati da parametri fisico-elastici differenti e, quindi, da diversi valori di impedenza acustica. A differenza dalla sismica a rifrazione, nella sismica a riflessione non viene misurato solo il tempo di primo arrivo dell’onda elastica ai singoli geofoni, ma viene effettuata una accurata analisi dei treni d’onda ricevuti, attraverso la quale si giunge a riconoscere i segnali provenienti dalle superfici di separazione di terreni caratterizzati da differenti velocità sismiche. In questo modo sarà possibile risalire non solo alla profondità delle diverse superfici incontrate, ma anche di stabilirne con esattezza la geometria, l’estensione e le reciproche relazioni tra i corpi che esse suddividono.

Campi di applicazione:

• Studio di strutture geologiche di grandi   dimensioni;
• Contatti tettonici;
• Ricostruzioni stratigrafiche profonde;
• Ricerche idriche profonde;
• Stratigrafia di terreno alluvionale fino a diverse centinaia di metri di profondità;
• Indagini di supporto per la costruzione di grandi opere (dighe, ponti, strade, autostrade, ecc.).

Masw – Remi

Le indagini MASW-REMI sono tecniche di indagine sismica per la caratterizzazione sismo-stratigrafica del sottosuolo attraverso l’analisi della propagazione delle onde di superficie. La metodologia MASW-SASW permette una dettagliata ricostruzione della distribuzione delle velocità di propagazione delle onde superficiali (S e P) nei primi metri del sottosuolo; mentre, la tecnica REMI, permette, a scapito di una minore accuratezza nei primi metri, di raggiungere profondità maggiori. Entrambe le metodologie di indagine sono molto utili per ricavare il parametro Vseq, richiesto dalla nuova normativa sismica, in maniera semplice ed economica ma decisamente affidabile. Tramite la prova, vengono misurate le velocità sismiche delle onde superficiali a diverse frequenze.

Campi di applicazione:

• La stratigrafia delle coperture alluvionali sul bedrock;
• Classificazione del terreno di fondazione in base alle nuove norme antisismiche;
• Microzonazione sismica;
• Relazioni geologiche – geotecniche – geosismiche;
• Studi di risposta sismica locale;
• Adeguamenti sismici strutturali;
• Pianificazione territoriale (microzonazione sismica, P.A.T., P.I., ..);
• Dissesti e frane;
• Ricostruzioni sismo – stratigrafiche.

HVSR

L’indagine HVSR è una tecnica di indagine sismica passiva, non invasiva, di rapida esecuzione utilizzata per stimare le frequenze caratteristiche di risonanza di sito. L’utilizzo di algoritmi di calcolo finalizzati ad una modellizzazione sintetica dello spettro H/V, permette di correlare ogni picco spettrale con le discontinuità presenti nel sottosuolo (per esempio i cambi litologici). I dati che si possono ricavare sono spessori, profondità e velocità di propagazione delle onde di taglio. La restituzione dei dati permette di elaborare una ricostruzione stratigrafica del sottosuolo, di verificare la mono-dimensionalità degli strati e di calcolare il parametro Vseq per valorizzare la categoria di sottosuolo.La tecnica HVSR è totalmente non invasiva, molto rapida, si può applicare ovunque e non necessita di nessun tipo di perforazione, né di stendimenti di cavi, né di energizzazione esterne diverse dal rumore ambientale che in natura esiste ovunque.

Campi di applicazione:

• Relazioni geologiche – geotecniche – geosismiche;
• Studi di risposta sismica locale;
• Adeguamenti sismici strutturali;
• Microzonazione sismica;
• Ricostruzioni sismo – stratigrafiche;
• Dissesti e frane;
• Definizione della frequenza di risonanza di sito;
• Definizione della frequenza di risonanza di un edificio/struttura.

Down-hole – Cross-hole

Le prove sismiche in foro di tipo Down Hole e Cross Hole vengono realizzate, in fori di sondaggio appositamentepredisposti, con l’uso di geofoni da pozzo di tipo tridimensionale ed opportuni sistemi di energizzazione. Il metodo down-hole prevede la sorgente energetica in superficie ed i sensori all’interno del perforo. Si adoperano geofoni particolarmente assemblati per essere calati e fissati a profondità via via crescenti contro la parete di un perforo opportunamente condizionato; energizzando il terreno in superficie e misurando i tempi di arrivo del primo impulso ai geofoni, si ha la possibilità di determinare la velocità dei litotipi riscontrati nella perforazione ed i loro moduli elastici. Le prove denominate cross-hole consistono in una serie di misure della velocità di propagazione delle onde sismiche tra due perforazioni. La sorgente energetica deve essere in grado di generare onde elastiche ad alta frequenza e ricche di energia, con forme d’onda direzionali, cioè con la possibilità di ottenere prevalentemente onde di compressione e/o di taglio polarizzate su piani verticali. Le prove in foro tipo cross hole sono eseguite sia per il calcolo delle velocità delle onde P e S sia per la realizzazione di tomografie sismiche tra i fori di sondaggio.

Campi di applicazione :

• Sono gli stessi della sismica di superficie, ma consentono un maggiore dettaglio dei parametri elastici indagati;
• La stratigrafia delle coperture alluvionali sul bedrock;
• Classificazione del terreno di fondazione in base alle nuove norme antisismiche;
• La localizzazione di zone fratturate (meccanicamente degradate);
• Microzonazione sismica;
• La presenza di cavità.

INDAGINI GEOELETTRICHE

Sondaggio Elettrico Verticale (SEV)

I sondaggi elettrici verticali trovano largo impiego nella ricostruzione stratigrafica di terreni sciolti, nell’individuazione di falde acquifere, nella realizzazione di opere  di ingegneria civile (gallerie, canali artificiali, dighe ecc.) e nella ricerca di idrocarburi. Le indagini geoelettriche si basano sull’immissione di correnti elettriche nel terreno con due o più elettrodi, detti “elettrodi di corrente”, e sulla misura della tensione (differenza di potenziale) tra altri due elettrodi, detti “di potenziale”. A seconda della distanza reciproca tra gli elettrodi che immettono la corrente e gli altri due che la misurano si possono investigare profondità sempre maggiori di terreno. Il parametro che viene misurato è la resistività elettrica che dipende dalla porosità, dalla permeabilità e dal contenuto ionico dei fluidi di ritenzione.

Tomografia elettrica 2D e 3D

La tomografia elettrica è un metodo di acquisizione ed elaborazione del dato che restituisce rappresentazioni bidimensionali ad alta risoluzione delle caratteristiche elettriche del sottosuolo, attraverso l’utilizzo di particolari softwares. Essa implica un diverso sistema di acquisizione del dato rispetto al tradizionale S.E.V. di cui tuttavia ne conserva il principio fisico: invece di energizzare e misurare da quattro elettrodi che vengono spostati di volta in volta, vengono utilizzati più elettrodi (16, 24, 32, 48 ecc.) con cui è possibile ottenere un numero molto alto di combinazioni, indagando quindi non più solo lungo una verticale, ma lungo tutta una sezione ottenendo un’informazione bidimensionale. Con particolari tecniche ed appositi software è possibile acquisire e restituire il dato anche in maniera tridimensionale. Operando mediante una griglia di elettrodi, all’interno della quale vengono effettuate misure su tutte le combinazioni fattibili, è possibile risalire a un reale modello tomografico 3D. Inoltre combinando singoli profili 2D acquisiti con una adeguata configurazione spaziale si possono ricostruire modelli pseudo-3D. Il vantaggio del modello 3D è senza dubbio la completezza dell’informazione oltre alla possibilità di ricavare infinite sezioni del modello, disposte su piani qualsiasi.

Campi di applicazione:

• Studi per la ricerca di acqua;
• Modellazione degli acquiferi;
• Studi di vulnerabilità delle falde;
• Mappatura della permeabilità dei terreni;
• Analisi bi-tridimensionale del sottosuolo;
• Valutazione della profondità del livello o del substrato impermeabile;
• Valutazione di potenziali livelli acquiferi e della profondità della falda;
• Stratigrafia dei depositi superficiali a piccola, media e grande profondità;
• Individuazione di intrusioni saline in falda costiera;
• Valutazione di spessori di ghiaia/sabbia per opere di cava;
• Monitoraggio di corpi franosi;
• Superfici di distacco in corpi franosi;
• Valutazione delle resistività per posizionamento delle messe a terra;
• Controllo edifici lesionati;
• Individuazione delle successioni alluvionali;
• Studi per la bonifica ambientale;
• Valutazione estensione e spessore discariche abusive;
• Monitoraggio e controllo dell’integrità dei teli di contenimento in vasche e/o discariche;
• Valutazione del rischio archeologico;
• diagnostica 3D fondazioni;
• Studi pedologici.

INDAGINI IDROGEOLOGICHE E IDRAULICHE

• Prove di pompaggio;
• Prove di permeabilità;
• Prove infiltrometriche;
• Prove di portata;
• Campionamento acque di falda;
• Campionamento acque superficiali;
• Prelievo campioni per analisi chimico-fisiche delle acque;
• Videoispezioni e prove di pompaggio in pozzo.

INDAGINI GEORADAR

Nell’indagine georadar (GPR) si impiegano onde elettromagnetiche generate dalla strumentazione, che penetrano nel sottosuolo raggiungendo varie profondità in funzione della frequenza utilizzata. Il sistema trasmette nel terreno impulsi elettromagnetici di una determinata frequenza tramite un trasduttore (antenna). L’impulso si propaga nel terreno con una certa velocità; quando incontra un’interfaccia (superficie di contatto fra due materiali diversi, oggetti sepolti) parte dell’impulso viene riflessa verso la superficie. L’antenna riceve in superficie gli impulsi riflessi, permettendo di ottenere in tempo reale la radarstratigrafia del sottosuolo. Misurando l’intervallo di tempo che intercorre tra un segnale elettromagnetico emesso e quello riflesso da un oggetto sepolto, è possibile risalire alla sua posizione. È un’indagine non invasiva estremamente versatile che si applica a vari settori.

Campi di applicazione:

• Indagini geologiche;
• Ricerca di cavità nel sottosuolo;
• Mappatura dei sottoservizi;
• Indagini su strutture murarie;
• Ricerca delle armature;
• Archeologia;
• Valutazione rischio archeologico;
• Spessori e profondità di dettaglio di depositi superficiali a piccola profondità;
• Controllo degli effluenti liquidi inquinanti;
• Rilievo corrosione e perdite tubature metalliche;
• Localizzazione cavi elettrici, tubi e fognature;
• Individuazione di materiale interrato.