Georadar

Il Radar è un sistema elettronico, complesso e tecnologicamente avanzato, in grado di indagare i terreni e i materiali con notevole dettaglio, utilizzando la riflessione di onde elettromagnetiche appositamente prodotte. Le onde vengono irradiate nel terreno, e contemporaneamente ricevute, al fine di determinarne alcune caratteristiche di interesse connesse alla presenza di discontinuità fisiche nel suo interno.

Concetti generali e Applicazioni
Il GPR (Ground Probing Radar) ad impulso elettromagnetico è un sistema elettronico, complesso e tecnologicamente avanzato, in grado di indagare i terreni e i materiali con notevole dettaglio, utilizzando la riflessione di onde elettromagnetiche appositamente prodotte. Le onde vengono irradiate nel terreno, e contemporaneamente ricevute, al fine di determinarne alcune caratteristiche di interesse connesse alla presenza di discontinuità fisiche nel suo interno.
Modalità di esecuzione
Il terreno è energizzato da un trasduttore (antenna), ed il segnale riflesso viene campionato ed immagazzinato su nastro digitale o su Hard-Disk. Il segnale inviato all'antenna dall'apparato trasmittente è costituito da un impulso della durata di pochi nanosecondi ed il tempo di ascolto del sistema è variabile a scelta dell'operatore (10-1000 nanosecondi), in funzione della profondità da esplorare e dell'antenna utilizzata. L'energia dell'impulso trasmesso viene distribuita su uno spettro di frequenza molto ampio. Le caratteristiche dell'antenna (frequenza centrale e larghezza di banda) determinano quindi il tipo di energizzazione applicata e la forma reale dell'impulso trasmesso. La scelta dell'antenna da utilizzare viene fatta in funzione delle dimensioni e della profondità degli oggetti riflettenti, dell'obiettivo dell'indagine, nonché dei parametri elettrici del mezzo indagato (conducibilità e permeabilità magnetica). L'impulso inviato si propagherà con una velocità pari a quella tipica del campo elettromagnetico nel mezzo in questione; il valore di velocità dipende essenzialmente dalla costante dielettrica del mezzo attraversato. L'energia ceduta durante il percorso sarà minima nell'aria ed in mezzi dielettricamente molto resistenti, viceversa si avrà una notevole attenuazione in mezzi dielettricamente poco resistenti quali i materiali conduttivi in genere. La profondità della sezione esplorata dipende innanzi tutto dalla frequenza d'impulso immessa nel mezzo ed inoltre dalla durata del tempo di ascolto degli "echi" (riflessioni) restituiti. Un tempo di ascolto maggiore offre una maggiore profondità della sezione investigata. La profondità di investigazione dipende, tuttavia, anche dalla natura del mezzo ossia dalla sua costante dielettrica. La permittività elettrica è una grandezza fisica che descrive come un campo elettrico influenza ed è influenzato da un mezzo dielettrico ed è determinata dalla capacità di un materiale di polarizzarsi in presenza del campo. In breve quindi la permittività è la predisposizione di un materiale a trasmettere (o permettere) un campo elettrico. In modo analogo, si definisce la permeabilità magnetica.

Elaborazione dati
Il risultato dell'analisi è costituito da sezioni verticali che illustrano visivamente gli andamenti delle discontinuità presenti, permettendo così di individuare la presenza di disomogeneità di varia natura. Il successivo passo è quello di riuscire ad attribuire ad ogni anomalia una caratteristica particolare, come la presenza di vuoti, la presenza di una discontinuità litologica, la presenza di una discontinuità strutturale (ad esempio una frattura), o la presenza di materiale metallico. A questo scopo per ogni anomalia vengono misurati i suoi parametri principali, ovvero la permittività o costante dielettrica e la velocità di propagazione dell'onda elettromagnetica. Tali parametri vengono successivamente confrontati con i parametri relativi ai materiali per i quali si conoscono costante dielettrica e velocità di propagazione all'interno di essi, dell'onda elettromagnetica.
Strumentazione
Zond-12e GPR varie frequenze Prism2 software Radar Systems, Inc.

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