GNGTS 2013 - Atti del 32° Convegno Nazionale

fratture e discontinuità tettoniche, le successioni carbonatiche sono state profondamente modificate dalle acque meteoriche e di dilavamento ricche in CO 2 . Metodologia utilizzata. Il GPR (Ground Penetrating Radar) utilizza la propagazione di onde elettromagnetiche per indagare le condizioni del sottosuolo e individuare la presenza di oggetti e/o strutture sepolte. La strumentazione è costituita da una unità di controllo che genera un impulso elettromagnetico di pochi nanosecondi (ns) e lo invia ad un’antenna che a sua volta lo trasforma in un impulso di ampiezza superiore che viene irradiato nel terreno. La frequenza dell’antenna può variare da pochi MHz fino ai GHz e si sceglie in funzione della profondità di investigazione che si vuole raggiungere e della risoluzione desiderata; questi due parametri sono tra loro inversamente proporzionali, infatti dal punto di vista metodologico all’utilizzo di basse frequenze corrisponde un aumento della profondità di penetrazione del segnale con conseguente diminuzione della risoluzione (Barone et al. , 2004; Imposa et al. , 2004, 2006, 2009; Coco e Corrao, 2009). Qualsiasi passaggio tra materiali con proprietà elettriche e magnetiche differenti provoca la riflessione di una parte dell’energia. Anche le cavità sotterranee piene d’aria, sono buoni riflettori e la tecnica georadar ha dimostrato di essere idonea al loro rilevamento (El-Qady et al. , 2005; Anchuela et al. , 2009; Imposa et al. , 2009; Barilaro et al. , 2006, 2007). La quantità residua di energia che non è stata riflessa, continua ad attraversare il mezzo fino a colpire un’altra superficie di separazione tra mezzi con costante dielettrica diversa provocando a sua volta ulteriori riflessioni. In presenza di superfici piane come ad esempio un orizzonte stratigrafico e nel caso in cui la scansione venga effettuata parallelamente alla sua estensione otterremo un radargramma tendenzialmente piano; contrariamente, se la scansione viene effettuata ortogonalmente ad elementi lineari sepolti o oggetti isolati essi provocano riflessioni puntuali. Dall’inviluppo di tutti i primi arrivi dell’onda e.m. che colpisce il bersaglio, si ha la formazione della caratteristica iperbole di riflessione che ci permette di ottenere una “immagine” dell’oggetto sepolto (Barone et al. , 2004; Castellaro et al. , 2008; Imposa, 2010). Tali iperboli sono dovute alla trasmissione in forma conica del fascio radar che fa si che l’energia venga riflessa anche quando gli oggetti non si trovano direttamente sotto l’antenna ma nelle vicinanze. Un rilievo GPR, fornisce come risultato una sezione bidimensionale dove sono visibili una serie di segnali che rappresentano le riflessioni delle onde causate dalle discontinuità elettriche del mezzo attraversato. L’asse x mostra la distanza percorsa dall’antenna sulla superficie mentre l’asse y rappresenta il tempo trascorso tra l’emissione e la ricezione dell’impulso; per poter convertire il tempo di acquisizione in profondità è necessario conoscere il valore della velocità media del mezzo interessato dalla prospezione. La valutazione della velocità dell’onda ai fini della conversione tempo-profondità dei radargrammi, rappresenta una delle maggiori difficoltà nell’applicazione della tecnica GPR (Tillard e Dubois, 1995). dove: µ (permeabilità magnetica) = μ 0 ∙ μ r ; con μ 0 permeabilità magnetica in aria e μ r permeabilità magnetica relativa al mezzo attraversato; ε (costante dielettrica)= ε 0 ∙ε r ; con ε 0 costante dielettrica in aria e ε r costante dielettrica relativa al mezzo attraversato. La velocità dell’impulso, infatti, varia a seconda del tipo di materiale attraversato, in generale tra 10 e 80 cm/ns; conoscendo la velocità, si possono facilmente trasformare i tempi di tragitto dell’impulso in profondità. La profondità può essere ricavata dalla seguente formula: 130 GNGTS 2013 S essione 3.2