• prospezione
• superficiale
• temperatura
• termica

L’acquisizione termica superficiale è una tecnica di prospezione geofisica passiva che permette di determinare le proprietà termiche del suolo ed individuare, tramite la generazione di mappe di temperatura, sorgenti di calore nel semispazio, possibili target esplorativi di natura sia geotermica che mineraria, ambientale o idrogeologica.
Il metodo, almeno rispetto ad altri metodi di indagine termica, è caratterizzato da una logistica estremamente semplificata e dalla rapidità di acquisizione, due fattori che, insieme all’economicità della dotazione strumentale, rendono questo tipo di prospezione particolarmente efficiente nell’identificare anomalie termiche negli strati più superficiali (da un minimo di 25 cm a ca. 2 metri dal piano di campagna).
Uno dei limiti di questa procedura è rappresentato dalla presenza di effetti perturbanti causati dalla periodica, annuale e diurna, variazione delle condizioni di irraggiamento solare: tali effetti sono funzione di svariati parametri, i cui più importanti sono l’albedo, la rugosità, la pendenza, l’esposizione e la quota della superficie, nonché la diffusività termica ed i livelli di saturazione idrica del sottosuolo.
Con il lavoro svolto in questa tesi si è voluta dimostrare la possibilità di generare mappa attendibili della distribuzione di temperatura nei livelli più superficiali del semispazio, prendendo in considerazione i parametri più rilevanti ai fini degli effetti perturbanti, sia temporali che spaziali.
La procedura utilizzata per l’applicazione della metodologia ha previsto l’uso di due tipologie di sonde termiche: stazioni base e rover. Tramite una serie di stazioni base, disposte opportunamente, vengono monitorati gli andamenti della temperatura, agli stessi livelli di profondità delle misure rover, per tutta la durata della prospezione. Con le sonde rover vengono quindi effettuate le misure su tutta l’area di interesse, con una densità di campionamento che sarà funzione dell’obiettivo della ricerca ed una durata temporale dell’ordine dei minuti.
Le serie temporali di temperatura registrate dalle stazioni base vengono quindi utilizzate, con una procedura almeno in parte simile alla correzione per la variazione diurna impiegata nella prospezione magnetica, per correggere i valori misurati dalle stazioni mobili. A differenza della prospezione magnetica è necessario in questo caso prendere in considerazione, oltre alla variazione temporale, le condizioni locali del punto di misura (i sopracitati parametri).
È stata quindi implementata (in linguaggio python) una procedura di calcolo per la correzione delle misure, e per la realizzazione di una serie di mappe di temperatura degli strati più superficiali dell’area di interesse, nonché della loro diffusività termica.
Le fasi principali dell’elaborazione dei dati sono riassumibili in: pre-condizionamento, analisi spettrale e calcolo di diffusività e conduttività termiche (per le serie temporali delle stazioni base); calcolo dei coefficienti peso relativi a ciascuna stazione base, calcolo delle serie temporali di temperatura e delle diffusività attese, calcolo dell’insolazione, calcolo dell’emissività e applicazione delle correzioni (per le misure rover).
La metodologia è stata applicata nel test-site Modulo 7 della discarica RSU controllata di Cannicci-Paganico (GR). Tale sito è stato scelto poiché si prevedeva che, al di sotto del materiale di copertura, vi fosse generazione di calore causato da reazioni esotermiche. Sono state utilizzate sonde con 4 termistori posizionati, dal piano di campagna, ai seguenti livelli: 0, 6, 12 e 25 cm.
Il risultato finale dell’applicazione della metodologia nel test-site consiste in una serie di mappe di temperatura che mostrano, dopo correzione, un significativo aumento del rapporto segnale/rumore rispetto alle misure raw. La distribuzione di temperatura delimita in maniera coerente il corpo di discarica e mette in evidenza una differenza di temperatura, fra la sommità del corpo sepolto e le aree limitrofe, dell’ordine degli 8-9°C.

Si ritiene che la metodologia possa permettere di indagare con successo, ed in maniera efficiente, in contesti nei quali sia in essere un contrasto di temperatura e/o proprietà termiche a profondità relativamente contenute: possibili target potrebbero essere mineralizzazioni a solfuri (in cui i fenomeni di ossidazioni diano luogo a reazioni esotermiche), rifiuti interrati, variazioni di permeabilità ed imbibizione, nonché prospect geotermici e idrotermali.