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Applicazioni della geofisica elettrica
Applicazioni della geofisica elettrica 2D e 3D nei siti
di discarica e nella bonifica ambientale
Alessandro Arato
16/12/2016
0
/70
Sommario
• Introduzione e applicazioni
• Brevi cenni teorici
• Casi pratici
• Discariche
 Verifica della continuità del capping superficiale
 Verifica di flussi d’acqua laterali a ricarica della discarica
 Caratterizzazione del corpo rifiuti
 Caratterizzazione di plume da contaminazione da percolato
• Siti contaminati - supporto alla bonifica ambientale
• Conclusioni
/70
L’attenzione alle problematiche ambientali è notevolmente cresciuta negli ultimi anni, e di
conseguenza vi è la necessità di provvedere alla caratterizzazione di siti contaminati e di discariche
propedeutica a futuri interventi di monitoraggio/bonifica/messa in sicurezza.
Conoscere le caratteristiche e le dimensioni del problema da affrontare è fondamentale per la
corretta valutazione del problema e la progettazione delle soluzioni di intervento.
Nell’ambito dei metodi di caratterizzazione, la geofisica sta guadagnando sempre più spazio nella
caratterizzazione ambientale di discariche e siti contaminati.
In particolare, la geofisica elettrica (di seguito geoelettrica) è il metodo ideale nei vari contesti
ambientali in virtù della sua sensibilità alla presenza di:
• materiali contenenti frazione organica
• metalli
• fluidi con alte concentrazioni di ioni disciolti, o con proprietà geoelettriche differenti
dai liquidi/matrici solide naturali
Introduzione
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Le principali cause che generano le criticità ambientali e per cui siamo chiamati ad intervenire
sono:
AMBITO DISCARICHE
• Scarsa sensibilità alla problematica ambientale (vecchie discariche senza impermeabilizzazione!)
• Errori nella progettazione e nell’esecuzione
• Conoscenza non completa della discarica da parte del gestore (presa in carico di discariche già
nel periodo post-mortem o in fase di coltivazione avanzata)
• Dolo (interramento abusivo, messa a dimora di rifiuti non dichiarati, utilizzo di materiali non
conformi per l’impermeabilizzazione, ecc..)
• Usura fisiologica dei materiali utilizzati per il confinamento dei rifiuti (basale/superficiale) e
provocata da cedimenti dovuti agli assestamenti del corpo rifiuti
AMBITO AMBIENTALE
• Scarsa sensibilità alla problematica ambientale (contaminazioni da vecchie attività industriali
non controllate/non censite/non ridotte!)
• Conoscenza non completa delle criticità presenti in sito da parte del gestore (aree di un sito
produttivo in disuso, in cui sono presenti interramenti pericolosi, cisterne, rifiuti, ecc..)
• Dolo (sversamenti abusivi, messa a dimora di rifiuti non dichiarati, ecc..)
• Perdite fisiologiche di contaminanti non controllate e gestite
Introduzione
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CARATTERIZZAZIONE DI DISCARICHE
• Ricerca e dimensionamento di discariche abusive
• Caratterizzazione e dimensionamento di corpi di discarica
• Ricerca e localizzazione di plume di contaminazione da percolato
• Verifica delle caratteristiche e della continuità del capping superficiale
• Localizzazione di accumuli di percolato sul fondo del corpo rifiuti
Applicazioni
/70
CARATTERIZZAZIONE DI SITI CONTAMINATI
• Ricerca e dimensionamento di interramenti abusivi
• Localizzazione e dimensionamento di plume di contaminazione
 Noti e maturi
 Freschi (fasi post-emergenza)
• Monitoraggio di processi di bonifica della contaminazione (riduzione della contaminazione
mediante iniezione di reagenti, insufflazione d’aria, pompaggio)
Applicazioni
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Resistività della fase solida
(suolo, sostanze organiche,
metalli, sostanze solide saline)
Brevi cenni teorici
Da : Telford, W.M., Geldart, L.P. and Sheriff, R.E., 1990. Applied Geophysics (second edition). Cambridge University Press.
Resistività del liquido che satura
parzialmente o completamente i
pori/vuoti
CONDUZIONE ELETTRONICA
CONDUZIONE ELETTROLITICA
FATTORI E COMPONENTI CHE INFLUENZANO LA RESISTIVITÀ ELETTRICA
/707
𝜌 𝑎 = 𝑘
𝑉
𝐼
Brevi cenni teorici
In presenza di terreni o sostanze che sono in grado di trattenere cariche elettriche, si manifesta un
fenomeno detto di polarizzazione indotta, misurata in corrente continua come parametro
CARICABILITÀ (M).
Tale parametro è molto utile nell’individuare:
- Argille
- Metalli
- Percolato
- Contaminanti e biomassa attiva
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Le discariche, e i siti contaminati, sono ambienti spesso particolarmente eterogenei e interessati da
fenomeni molto complessi.
Per una efficace caratterizzazione/monitoraggio è necessario, ancor più che in contesti normali:
• Verificare la fattibilità dell’indagine in ragione dell’obbiettivo e della richiesta del cliente
• Sfruttare le elevate potenzialità della geoelettrica in contesto ambientale
• Adattare la geometria di acquisizione al contesto di sito
• Predisporre sequenze di misura affidabili (rapporto segnale/rumore) e al tempo stesso veloci
• Valutare se il problema è 2D o 3D, e progettare l’indagine di conseguenza
• Ottenere tutte le informazioni disponibili, per poter tarare al meglio i risultati (stratigrafie, analisi
chimico-fisiche, ecc..)
8
Tra la teoria e la pratica
/70
CASI PRATICI
9
DISCARICHE
/70
Verifica della continuità del capping superficiale
B
X
A
C
D
E
F
GH
A’B’
X’
C’
D’
E’
F’
G’
H’
- Discarica RSU e RSAU in provincia di Cuneo
- Problemi di smaltimento di percolato (ingenti volumi emunti che non diminuiscono)
10
/70
Verifica della continuità del capping superficiale
11
/70
SG11
RIFIUTI (IP > 40)
B B’
TERRENO DI COPERTURA (IP < 10)
B
B’
Tomografia di resistività elettrica reale
Tomografia di polarizzazione indotta
TERRENO DI COPERTURA (rho > 40 Ωm)
Rifiuti saturi
Rifiuti insaturi
NOTA BENE: 1) lo spessore della copertura è mediamente pari a 2 m; 2) la resistività elettrica della copertura è
maggiore di 40 Ωm (valori medi dell’argilla = 5-10 Ωm)
B B’
SG11
SG12
SG12
SG10
SG10
Verifica della continuità del capping superficiale
12
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RIFIUTI (IP > 40)
H H’
TERRENO DI COPERTURA (IP < 10)
C
C’
Tomografia di resistività elettrica reale
Tomografia di polarizzazione indotta
TERRENO DI COPERTURA (rho > 40 Ωm)
Rifiuti saturiRifiuti insaturi
NOTA BENE: 1) lo spessore della copertura è mediamente pari a 2 m; 2) la resistività elettrica della copertura è
maggiore di 40 Ωm (valori medi dell’argilla = 5-10 Ωm)
H H’
H
H’
SG3
SG3
SG4
SG4
Effetto del telo laterale
Verifica della continuità del capping superficiale
13
/70
Marne (IP<10)
X X’
Tomografia di resistività elettrica reale
Tomografia di polarizzazione indotta
Marne (Rho>30 Ωm)
NOTA BENE: 1) la resistività della tomografia esterna è attorno a 30-70 Ωm; 2) la porzione della tomografia
adiacente al corpo rifiuti ne subisce leggermente l’influenza (diminuzione di Rho, aumento di IP)
X X’
X
X’
Influenza della discarica adiacente (IP>10)
PROIEZIONE LIMITE DISCARICA
Marne (Rho>30 Ωm)
Influenza della discarica adiacente (Rho<30 Ωm)
PROIEZIONE LIMITE DISCARICA
Verifica della continuità del capping superficiale
14
La copertura, sprovvista di telo di
impermeabilizzazione, è stata
realizzata con il terreno marnoso
locale, non adeguato
(conducibilità idraulica troppo alta
(ca. 10-7 m/s) per bloccare
l’afflusso di acqua meteorica.
/70
Verifica della continuità del capping superficiale
- Discarica RSU in provincia di Brescia
- Problemi di smaltimento di percolato (ingenti volumi emunti che non diminuiscono)
15
La copertura è composta da:
- Telo in HDPE
- Strato di argilla compattata (1-1.5 m)
In questo caso, la geoelettrica non
fornisce un modello di resistività
realistico, ma localizza le zone di
discontinuità elettrica in
corrispondenza del telo di capping
N. 80 Sezioni ERT
(griglia 5x10 m)
Interasse elettr: 5 m
Lunghezza: 150÷320 m
LEGENDA
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Verifica della continuità del capping superficiale
Sezione ERT 10
Scala dei colori: Resistività elettrica [Ohm∙m]
Sezione ERT 11
Sezione ERT 12
Tubazione metallica interrataTelo continuo
Discontinuità nel telo
16
/70
Verifica della continuità del capping superficiale
Sezione ERT 11
Discontinuità nel telo
17
/7018
Discarica RSU in provincia di Lodi
Problemi di smaltimento di percolato (ingenti volumi emunti che non diminuiscono) – sospetto di
infiltrazioni da falde laterali sospese
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/70
Andamento del fondo della discarica [m s.l.m.]
Andamento del top della discarica [m s.l.m.]
Corpo di discarica appoggiato
su vecchia discarica
Corpo di discarica appoggiato
su terreno naturale
Andamento dello spessore dei rifiuti [m]
480 punti di misura del fondo della discarica
con scandaglio all’interno delle lance di
insufflaggio
Volume stimato dei rifiuti: 385.000 mc
Superficie complessiva discarica : 47.500
mq
[m s.l.m.] [m]
19
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/7020
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
Spessore di rifiuti saturi al 02/02/2015 [m] (Volume percolato 31.800 mc)
Spessore di rifiuti saturi al 17/02/2016 [m] (Volume percolato 38.400 mc)
Corpo di discarica appoggiato
su vecchia discarica
Corpo di discarica appoggiato
su terreno naturale
Variazione del volume di rifiuti saturi [m] (Volume percolato +6.600 mc)
[m]
[m]
160 punti di misura della soggiacenza del percolato
Volume percolato = volume rifiuti saturi x 0.25 (porosità media rifiuti)
Area discarica analizzata 30.800 mq
Stima porosità media rifiuti 0.25
Variazione media di livello di percolato: +0.8 m
Considerazioni:
• L’andamento della soggiacenza del percolato nelle lance in data
17/02/2016 ricalca l’andamento misurato in passato, e mette in luce
variazioni localizzate e disomogenee all’interno dei rifiuti
• Su tutto il corpo dei rifiuti il livello medio di percolato è aumentato
mediamente di circa 0.8 m
• La quota massima di percolato è circa pari alla quota del p.c. sul lato
Sud.
/7021
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
[m]
Spessore di rifiuti saturi al 17/02/2016 [m] (Volume percolato 41.500 mc)
Spessore di rifiuti saturi al 26/05/2016 [m] (Volume percolato 41.600 mc)
Variazione del volume di rifiuti saturi [m] (Volume percolato +100 mc)
[m]
[m]
160 punti di misura della soggiacenza del percolato
Volume percolato = volume rifiuti saturi x 0.25 (porosità media rifiuti)
Area discarica analizzata 37.300 mq
Stima porosità media rifiuti 0.25
Variazione media di livello di percolato: +0.0 m
Considerazioni:
• L’analisi viene fatta su una superficie di discarica più estesa e su
misure eseguite nelle medesime lance
• L’andamento della soggiacenza del percolato nelle lance in data
26/05/2016 ricalca l’andamento misurato in passato, e mette in luce
variazioni localizzate e disomogenee all’interno dei rifiuti
• Su tutto il corpo dei rifiuti il livello medio di percolato mediamente non
è aumentato
• I maggiori abbassamenti dei livelli di percolato si osservano in
prossimità del punto di emungimento
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A A’
Rifiuti insaturi
Rifiuti saturi
Rifiuti insaturi
Rifiuti saturi
Vecchia discarica
Vecchia discarica
Terreno naturale
Terreno naturale
B B’
LEGENDA
Capping provvisorio
Livello del percolato 17/02/16
Telo di fondo
22
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/70
A
B0 100
C
D
X
L’esecuzione di due tomografie 2D lungo i lati Sud-Est e Sud-Ovest della discarica ha lo scopo di caratterizzare la
stratigrafia del sottosuolo e determinare la presenza di anomalie lito-stratigrafiche in prossimità della discarica e di
deflussi sotterranei di acqua/falde sospese (possibili infiltrazioni laterali in discarica).
I possibili fenomeni di infiltrazione di acqua dall’esterno verso il corpo rifiuti, oltre che da problemi di tenuta
dell’impermeabilizzazione, possono dipendere da situazioni geologiche ed idrogeologiche esterne (zone di accumulo
di acque meteoriche/irrigue, discontinuità geologiche all’interno di orizzonti impermeabili, ecc.)
- Lunghezza degli stendimenti: 285 m
- Profondità di indagine raggiunta: 40 m dal piano campagna
23
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/70
A BX
ERT 1
ERT 2
C DX
Canale
Canale
A
B0 100
C
D
X
Canale
Sabbie grossolane
Argille sabbiose
Sabbia grossolana
Argille sabbiose
Sabbie fini e limi argillosi
Sabbia grossolana
Considerazioni:
- Non si rileva la presenza di falde sospese o di deflussi canalizzati entro i primi 15 m;
- Si rileva la presenza di un orizzonte continuo (SABBIE GROSSOLANE) dotato di
buona permeabilità (mancano i presupposti per falde sospese; la prima falda ha una
soggiacenza di 13-15 m);
- Le uniche anomalie riguardano:
- la presenza di uno strato di sabbie fini e limi argillosi di 6-7 m di spessore sul
lato Sud (ERT2). Le stratigrafie dei piezometri Pz4, Pz5 e Pz10 mostrano
livelli superficialmente sabbiosi (entro 1 m dal p.c.) e sabbioso-argillosi fino a
5-7 m dal p.c.), confermate in parte dai riscontri visivi durante lo scavo delle
trincee (Relazione conclusiva SEA);
- La verosimile perdita di acqua dal canale irriguo con saturazione dello strato
sabbioso sottostante lo strato di sabbie fini-limi argillosi.
Aumento di saturazione
dovuto all’apporto di
acqua dal canale irriguo
24
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/70
0 100
Legenda
Perimetro della discarica
Recinzione della discarica
65 elettrodi esterni alla discarica
580 elettrodi interni alla discarica
Elettrodi interni
Elettrodi esterni
Elettrodi interni
Elettrodi interni a fondo foro
Elettrodo metallico estratto
da una lancia (residui di
percolato e oleosi)
Strumento di misura durante
la fase di acquisizione
Elettrodi interni in superficie
25
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/70
Quota 52 m s.l.m.
Quota 54 m s.l.m. Quota 56 m s.l.m.
Telo di fondo
Rifiuti saturi
Telo verticale – contatto
discarica vecchia/nuova
Telo di fondo
Rifiuti saturi
Telo verticale – contatto
discarica vecchia/nuova
Rifiuti saturi
Telo di fondo su
discarica vecchia
Rifiuti saturi
Telo di
impermeabilizzazione
continuo
Scala dei colori
Resistività elettrica
[log(Ohm∙m)][Ohm∙m]
3
5
10
20
30
50
100
200
Mappe orizzontali, a quota costante, della resistività elettrica
nel corpo rifiuti e, sui lati Ovest, Sud e Est, al contatto tra il
corpo rifiuti e l’esterno, in corrispondenza del telo di
impermeabilizzazione.
È possibile distinguere:
- le zone del modello nelle vicinanze del telo di fondo e
laterale (scala colori dal verde al rosso/viola);
- le zone caratterizzate da minore resistività (azzurro/blu)
che corrispondono ai rifiuti umidi/saturi;
- le discontinuità laterali nel telo di impermeabilizzazione
(colore azzurro/verde al posto che rosso/viola)
NOTA BENE: a quota 56 m s.l.m. il telo laterale è integro
(senza rotture)
26
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
/70
Quota 58 m s.l.m. Quota 59 m s.l.m.
Quota 60 m s.l.m.
Scala dei colori
Resistività elettrica
[log(Ohm∙m)][Ohm∙m]
3
5
10
20
30
50
100
200
Telo di fondo su
discarica vecchia
Rifiuti saturi
Telo di
impermeabilizzazione
continuo
Discontinuità
superficiale nel telo
Rifiuti saturi
Telo di
impermeabilizzazione
continuo
Discontinuità
superficiale nel telo
Rifiuti saturi
Telo di
impermeabilizzazione
continuo Discontinuità
superficiale nel telo
Discontinuità
superficiale nel telo
27
Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
0.5-1m
0.5-1 m
Rifiuti insaturi
Terreno
naturale
?
Ricostruzione eseguita sulla
base dei risultati geofisici e
avvalorata dagli esiti delle
trincee esplorative (2014)
/70
Discarica in provincia di Brescia
Sospetti sul materiale realmente conferito in discarica  caratterizzazione del corpo discarica
28
Caratterizzazione del corpo rifiuti
/7029
Recinzione
metallica Limite
discarica nota
Area: 28.580 mq
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Rilievo topografico e squadratura dell’area di indagine

/7030

N. 17 sub-aree di indagine EM
Area totale: 49.140 mq
Passo di acquisizione: 2x1 m
Punti di misura EM: 23.700
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Indagine EM preliminare
/7031
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Recinzione metallica
Limite discarica nota
Area: 28.580 mq
Limite discarica effettivo
Area: 31.150 mq
SCALA DEI COLORI
Conducibilità elettrica [mS/m]
Anomalie fortemente conduttive (A, B, C, D)
caratterizzate da rifiuti con elementi metallici e/o
fanghi/rifiuti contaminati
Corpo discarica
PZ30SW PZ75SW
PZ75SE
Terreno naturale

A1
A2
B
C
D
Indagine EM preliminare
/7032
Caratterizzazione del corpo rifiuti

N. 119 Sezioni ERT
(griglia 4x4 m)
Interasse elettr: 4 m
Lunghezza: 92÷284 m
N. 5 Sezioni ERT
Interasse elettr: 5 m
Lunghezza: 355 m
N. 2 Sezioni ERT
(integrative)
Interasse elettr: 4 m
Lunghezza: 116÷188 m
LEGENDA
N. Sezioni: 126
Elettr. totali: 5751
Lungh. totale: 22.855 m
Area indagata: 46.000
mq
Indagine geoelettrica
/7033
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho)
Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP)
log (Ohm∙m)
Ohm∙m
mV/V
10 30 50 100 300
Sabbie e Ghiaie
Sabbie e Ghiaie con sabbia
fine/limo
Ubicazione su
mappa EM
Terreno naturale
/7034
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho)
Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP)
log (Ohm∙m)
Ohm∙m
mV/V
10 30 50 100 300
Terreno naturale
Ubicazione su
mappa EM
Base discarica (a 12-13 m di
profondità)
Base discarica (a 10-11 m di
profondità)
Probabili terreni
contaminati/percolato
alla base della discarica
Probabili terreni
contaminati/percolato
alla base della discarica
/7035
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho)
Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP)
log (Ohm∙m)
Ohm∙m
mV/V
10 30 50 100 300
Probabili terreni contaminati/percolato
sotto corpo discarica
Base discarica
Terreno naturale
Ubicazione su
mappa EM
/7036
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho)
Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP)
log (Ohm∙m)
Ohm∙m
mV/V
Ghiaie e sabbieCorpo discarica
Livello a matrice fine
(probabile acquitardo di
sostegno di falda sospesa)
10 30 50 100 300
Linea Y12
Ubicazione su
mappa EM
Base discarica
copertura
Base discarica
Corpo discarica
/7037
Caratterizzazione del corpo rifiuti
log (Ohm∙m)
Ohm∙m 10 30 50 100 300
1 – Vista da Sud-Ovest
2 – Vista da Nord-Ovest
1
2
Recinzione
metallica Limite
discarica nota
Cella di
discarica
/7038
Caratterizzazione del corpo rifiuti
ANOMALIA IP - Probabili rifiuti
con elementi metallici /fanghi
ANOMALIA RHO
Rifiuti conduttivi non
polarizzabili
ANOMALIA IP - Probabili rifiuti con elementi metallici
superficiali rilevati anche con indagine EM
Mappa di resistività elettrica (Rho) Mappa di polarizzazione indotta (IP)
log (Ohm∙m)
Ohm∙m 10 30 50 100 300
mV/V
Strato superiore della discarica (4 m da p.c.)
/7039
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Mappa di resistività elettrica (Rho) Mappa di polarizzazione indotta (IP)
log (Ohm∙m)
Ohm∙m 10 30 50 100 300
mV/V
ANOMALIA IP – probabile
percolato
ANOMALIA RHO
Rifiuti conduttivi
polarizzabili
ANOMALIA RHO
Rifiuti conduttivi NON
polarizzabili
Strato basale della discarica (4 m da p.c.)
/7040
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Profondità 0 m da p.c. Profondità -4 m da p.c.
Profondità -8 m da p.c.
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
Terreni di copertura
IP [mV/V]
0  20  40 
Resistivitàelettrica[Ohm∙m]
100 
25 
1 
/7041
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Profondità -12 m da p.c. Profondità -16 m da p.c.
Profondità -20 m da p.c. IP [mV/V]
0  20  40 
Resistivitàelettrica[Ohm∙m]
100 
25 
1 
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
/7042
Caratterizzazione del corpo rifiuti
Profondità -12 m da p.c. Profondità -16 m da p.c.
Profondità -20 m da p.c. IP [mV/V]
0  20  40 
Resistivitàelettrica[Ohm∙m]
100 
25 
1 
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
Corpo 1
Corpo 2
Corpo 3
Corpo 4
/7043
Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato
0 100 200 300 m
Traccia sezione di resistività
elettrica (ERT) e polarizzazione
indotta (IP)
A
A’A
A’
A
B’
B
C’
C
D
D’
E
E’
Pozzo di misura del livello freatico
F’
F
G
G’
- Discarica RSU in provincia di Latina
- Contaminazione della falda da fuoriuscite di percolato  localizzazione del plume di percolato
H
H’
/7044
Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato
H’
HPolarizzazione indotta
mV/V
Resistività elettrica
Log(10) Ohm*m
SEZIONE ERT 8 - MODELLO GEOELETTRICO TOMOGRAFICO
I.P.
Resistività elettrica
Livello limoso - argilloso
Depositi sabbiosi
Depositi sabbiosi
Nessuna anomalia di polarizzazione
H’H
Livello limoso – argilloso superficiale
Depositi sabbiosi
/7045
Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato
C’
C
Livello superficiale di
riporto antropico
Livello limoso - argilloso
Depositi sabbiosi
C’C
Non si evidenziano anomalie nella
sezione di polarizzazione indotta
Livello limoso-argilloso (base acquifero)
Polarizzazione indotta
mV/V
Resistività elettrica
Log(10) Ohm*m
SEZIONE ERT 3 - MODELLO GEOELETTRICO TOMOGRAFICO
I.P.
Resistività elettrica
/7046
Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato
E’
E
Livello limoso-argilloso (base acquifero)
Livello limoso - argilloso
Depositi sabbiosi
E’E
Forte anomalia di polarizzazione indotta
legata alla probabile presenza di
percolato in falda
Livello freatico al
14/01/2016
Polarizzazione indotta
mV/V
Resistività elettrica
Log(10) Ohm*m
SEZIONE ERT 5 - MODELLO GEOELETTRICO TOMOGRAFICO
I.P.
Resistività elettrica
Depositi sabbiosi
Depositi sabbiosi
/7047
Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato
ANOMALIE RICONDUCIBILI ALLA PRESENZA DI PERCOLATO
Settore con anomalia di
polarizzazione indotta
correlabile alla presenza di
percolato
Stereogramma con vista 3D
delle anomalie di IP
/7048
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
- Discarica RSU in provincia di Latina
- Ricerca di accumuli di percolato per ottimizzare la localizzazione di pozzi di estrazione
/7049
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
n. 27 linee geoelettriche
Lunghezza stendimenti: 150-235 m
Interasse elettr. 5 m
/7050
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
/7051
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
/7052
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
/7053
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
/7054
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
/7055
Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
/7056
CASI PRATICI
SITI CONTAMINATI – SUPPORTO ALLA BONIFICA AMBIENTALE
/7057
Ricerca di sorgenti di contaminazione
- Ex stabilimento di produzione di oli minerali in provincia di Torino
- Ricerca di potenziali sorgenti e dimensionamento plume di contaminazione (presenza di surnatante)
/7058
Ricerca di sorgenti di contaminazione
?
/7059
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/7060
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/7061
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/7062
Ricerca di sorgenti di contaminazione
Terreni superficiali ghiaioso-ciottolosi secchi
A
B
Log Ohm*m
mV/V
Resistività elettrica
Polarizzazione indotta
Falda contaminata
(elevato IP) – pennacchio
surnatante
Falda contaminata
(bassa resistività)
Resistività elettrica
Livello falda
Livello falda
Terreni a scheletro grossolano
(non saturo)
/7063
Ricerca di sorgenti di contaminazione
L
H
M
Depositi di copertura (non saturo) ML
Terreni saturi contaminati
Falda contaminata
(alto valore IP) – pennacchio
surnatante
Elevato valore IP
Probabile ulteriore zona
contaminata (surnatante)
Log Ohm*m
mV/V
Resistività elettrica
Polarizzazione indotta
Livello falda
Livello falda
/70
N
N
0 10 20 [m]
pz01E
pz01E
Piezometri attrezzati
con elettrodi in foro
Indagine 3D con geometrie non convenzionali:
- 120 elettrodi, di cui 96 installati sull’estradosso di 8 tubi piezometrici, posati in
profondità nell’intorno del piezometro pz-01E, e 24 in superficie disposti su maglia
regolare.
- Spaziatura elettrodi in foro: 0.5 m (tra 0.2 e 5.8 m dal p.c.)
- Spaziatura elettrodi superficiali: 1 m
64
Ricerca di sorgenti di contaminazione
-Sito contaminato presso azienda chimica in provincia di Ferrara (trattamento con pump&treat)
- Verifica a piccola scala attorno ad un singolo piezometro presenta contaminazioni significative di solventi clorurati
–
/70
Elettrodi in foro prima della posa
Collegamento di ciascun elettrodo in foro allo
strumento durante la preparazione all’acquisizione
65
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/70
Scala dei colori
Resistività elettrica
[Ohm∙m]
N
Livello di sabbia
limosa
Limo argilloso
Argilla profonda
Riporto superficiale
66
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/70
Scala dei colori
Resistività elettrica
Z = -0.2 m da p.c. Z = -0.6 m da p.c. Z = -1.0 m da p.c. Z = -1.4 m da p.c.
Z = -1.8 m da p.c. Z = -2.2 m da p.c. Z = -2.6 m da p.c. Z = -3.0 m da p.c.
Z = -3.4 m da p.c. Z = -3.8 m da p.c. Z = -4.2 m da p.c. Z = -5.6 m da p.c.
Argilla
Sabbia e riporto
insaturo
Sabbia e riporto
insaturo
Effetto fognatura
dismessa
Effetto fognatura
dismessa
Sabbia limosa
Limo sabbioso
Sabbia limosa Sabbia limosa
Limo sabbioso
Limo sabbioso e
argilloso
Limo sabbioso e
argilloso
Limo sabbioso e
argilloso
N
Sabbia e riporto
insaturo
Sabbia e riporto
insaturo
[Ohm∙m]
67
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/70
Scala dei colori
IP
[mV/V]
Z = -0.2 m da p.c. Z = -0.6 m da p.c. Z = -1.0 m da p.c. Z = -1.4 m da p.c.
Z = -1.8 m da p.c. Z = -2.2 m da p.c. Z = -2.6 m da p.c. Z = -3.0 m da p.c.
Z = -3.4 m da p.c. Z = -3.8 m da p.c. Z = -4.2 m da p.c. Z = -5.6 m da p.c.
Argilla
Sabbia e riporto
insaturo
Sabbia limosa con alti valori di IP
Limo sabbioso e
argilloso
Limo sabbioso e
argilloso
Limo sabbioso e
argilloso
N
68
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/70
Scala dei colori
Resistività elettrica
Fognatura dismessa
Livello di sabbia
limosa con valori di
IP medio-alti
(potenziale
contaminazione da
solventi)
N
[Ohm∙m]
69
Ricerca di sorgenti di contaminazione
/7070
Conclusioni
La geoelettrica è un metodo ideale a supporto della caratterizzazione ambientale di discariche e siti
contaminati.
Occorre infatti sfruttare la sensibilità del metodo alle variazioni dei parametri resistività elettrica e
polarizzazione indotta alle specie contaminanti, ai rifiuti ed al percolato.
Adattando le indagini ai vari contesti analizzati, è quindi possibile dare una risposta precisa ai più
svariati problemi:
- Caratterizzazione dei rifiuti all’interno di discariche (identificazione di rifiuti contenenti metalli,
frazione organica in elevate concentrazioni, percolato, ecc..)
- Localizzazione di lacerazioni nei teli di impermeabilizzazione
- Individuazione di plume di percolato
- Dimensionamento di zone impattate da sversamenti di sostanze contaminanti (a piccola e
grande scala)
• Monitoraggio di processi di bonifica (progetto in corso!!)
/7071
Grazie per l’attenzione!

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Geoelettrica 2D e 3D per siti contaminati

  • 1. /70 Applicazioni della geofisica elettrica Applicazioni della geofisica elettrica 2D e 3D nei siti di discarica e nella bonifica ambientale Alessandro Arato 16/12/2016 0
  • 2. /70 Sommario • Introduzione e applicazioni • Brevi cenni teorici • Casi pratici • Discariche  Verifica della continuità del capping superficiale  Verifica di flussi d’acqua laterali a ricarica della discarica  Caratterizzazione del corpo rifiuti  Caratterizzazione di plume da contaminazione da percolato • Siti contaminati - supporto alla bonifica ambientale • Conclusioni
  • 3. /70 L’attenzione alle problematiche ambientali è notevolmente cresciuta negli ultimi anni, e di conseguenza vi è la necessità di provvedere alla caratterizzazione di siti contaminati e di discariche propedeutica a futuri interventi di monitoraggio/bonifica/messa in sicurezza. Conoscere le caratteristiche e le dimensioni del problema da affrontare è fondamentale per la corretta valutazione del problema e la progettazione delle soluzioni di intervento. Nell’ambito dei metodi di caratterizzazione, la geofisica sta guadagnando sempre più spazio nella caratterizzazione ambientale di discariche e siti contaminati. In particolare, la geofisica elettrica (di seguito geoelettrica) è il metodo ideale nei vari contesti ambientali in virtù della sua sensibilità alla presenza di: • materiali contenenti frazione organica • metalli • fluidi con alte concentrazioni di ioni disciolti, o con proprietà geoelettriche differenti dai liquidi/matrici solide naturali Introduzione
  • 4. /70 Le principali cause che generano le criticità ambientali e per cui siamo chiamati ad intervenire sono: AMBITO DISCARICHE • Scarsa sensibilità alla problematica ambientale (vecchie discariche senza impermeabilizzazione!) • Errori nella progettazione e nell’esecuzione • Conoscenza non completa della discarica da parte del gestore (presa in carico di discariche già nel periodo post-mortem o in fase di coltivazione avanzata) • Dolo (interramento abusivo, messa a dimora di rifiuti non dichiarati, utilizzo di materiali non conformi per l’impermeabilizzazione, ecc..) • Usura fisiologica dei materiali utilizzati per il confinamento dei rifiuti (basale/superficiale) e provocata da cedimenti dovuti agli assestamenti del corpo rifiuti AMBITO AMBIENTALE • Scarsa sensibilità alla problematica ambientale (contaminazioni da vecchie attività industriali non controllate/non censite/non ridotte!) • Conoscenza non completa delle criticità presenti in sito da parte del gestore (aree di un sito produttivo in disuso, in cui sono presenti interramenti pericolosi, cisterne, rifiuti, ecc..) • Dolo (sversamenti abusivi, messa a dimora di rifiuti non dichiarati, ecc..) • Perdite fisiologiche di contaminanti non controllate e gestite Introduzione
  • 5. /70 CARATTERIZZAZIONE DI DISCARICHE • Ricerca e dimensionamento di discariche abusive • Caratterizzazione e dimensionamento di corpi di discarica • Ricerca e localizzazione di plume di contaminazione da percolato • Verifica delle caratteristiche e della continuità del capping superficiale • Localizzazione di accumuli di percolato sul fondo del corpo rifiuti Applicazioni
  • 6. /70 CARATTERIZZAZIONE DI SITI CONTAMINATI • Ricerca e dimensionamento di interramenti abusivi • Localizzazione e dimensionamento di plume di contaminazione  Noti e maturi  Freschi (fasi post-emergenza) • Monitoraggio di processi di bonifica della contaminazione (riduzione della contaminazione mediante iniezione di reagenti, insufflazione d’aria, pompaggio) Applicazioni
  • 7. /70 Resistività della fase solida (suolo, sostanze organiche, metalli, sostanze solide saline) Brevi cenni teorici Da : Telford, W.M., Geldart, L.P. and Sheriff, R.E., 1990. Applied Geophysics (second edition). Cambridge University Press. Resistività del liquido che satura parzialmente o completamente i pori/vuoti CONDUZIONE ELETTRONICA CONDUZIONE ELETTROLITICA FATTORI E COMPONENTI CHE INFLUENZANO LA RESISTIVITÀ ELETTRICA
  • 8. /707 𝜌 𝑎 = 𝑘 𝑉 𝐼 Brevi cenni teorici In presenza di terreni o sostanze che sono in grado di trattenere cariche elettriche, si manifesta un fenomeno detto di polarizzazione indotta, misurata in corrente continua come parametro CARICABILITÀ (M). Tale parametro è molto utile nell’individuare: - Argille - Metalli - Percolato - Contaminanti e biomassa attiva
  • 9. /70 Le discariche, e i siti contaminati, sono ambienti spesso particolarmente eterogenei e interessati da fenomeni molto complessi. Per una efficace caratterizzazione/monitoraggio è necessario, ancor più che in contesti normali: • Verificare la fattibilità dell’indagine in ragione dell’obbiettivo e della richiesta del cliente • Sfruttare le elevate potenzialità della geoelettrica in contesto ambientale • Adattare la geometria di acquisizione al contesto di sito • Predisporre sequenze di misura affidabili (rapporto segnale/rumore) e al tempo stesso veloci • Valutare se il problema è 2D o 3D, e progettare l’indagine di conseguenza • Ottenere tutte le informazioni disponibili, per poter tarare al meglio i risultati (stratigrafie, analisi chimico-fisiche, ecc..) 8 Tra la teoria e la pratica
  • 11. /70 Verifica della continuità del capping superficiale B X A C D E F GH A’B’ X’ C’ D’ E’ F’ G’ H’ - Discarica RSU e RSAU in provincia di Cuneo - Problemi di smaltimento di percolato (ingenti volumi emunti che non diminuiscono) 10
  • 12. /70 Verifica della continuità del capping superficiale 11
  • 13. /70 SG11 RIFIUTI (IP > 40) B B’ TERRENO DI COPERTURA (IP < 10) B B’ Tomografia di resistività elettrica reale Tomografia di polarizzazione indotta TERRENO DI COPERTURA (rho > 40 Ωm) Rifiuti saturi Rifiuti insaturi NOTA BENE: 1) lo spessore della copertura è mediamente pari a 2 m; 2) la resistività elettrica della copertura è maggiore di 40 Ωm (valori medi dell’argilla = 5-10 Ωm) B B’ SG11 SG12 SG12 SG10 SG10 Verifica della continuità del capping superficiale 12
  • 14. /70 RIFIUTI (IP > 40) H H’ TERRENO DI COPERTURA (IP < 10) C C’ Tomografia di resistività elettrica reale Tomografia di polarizzazione indotta TERRENO DI COPERTURA (rho > 40 Ωm) Rifiuti saturiRifiuti insaturi NOTA BENE: 1) lo spessore della copertura è mediamente pari a 2 m; 2) la resistività elettrica della copertura è maggiore di 40 Ωm (valori medi dell’argilla = 5-10 Ωm) H H’ H H’ SG3 SG3 SG4 SG4 Effetto del telo laterale Verifica della continuità del capping superficiale 13
  • 15. /70 Marne (IP<10) X X’ Tomografia di resistività elettrica reale Tomografia di polarizzazione indotta Marne (Rho>30 Ωm) NOTA BENE: 1) la resistività della tomografia esterna è attorno a 30-70 Ωm; 2) la porzione della tomografia adiacente al corpo rifiuti ne subisce leggermente l’influenza (diminuzione di Rho, aumento di IP) X X’ X X’ Influenza della discarica adiacente (IP>10) PROIEZIONE LIMITE DISCARICA Marne (Rho>30 Ωm) Influenza della discarica adiacente (Rho<30 Ωm) PROIEZIONE LIMITE DISCARICA Verifica della continuità del capping superficiale 14 La copertura, sprovvista di telo di impermeabilizzazione, è stata realizzata con il terreno marnoso locale, non adeguato (conducibilità idraulica troppo alta (ca. 10-7 m/s) per bloccare l’afflusso di acqua meteorica.
  • 16. /70 Verifica della continuità del capping superficiale - Discarica RSU in provincia di Brescia - Problemi di smaltimento di percolato (ingenti volumi emunti che non diminuiscono) 15 La copertura è composta da: - Telo in HDPE - Strato di argilla compattata (1-1.5 m) In questo caso, la geoelettrica non fornisce un modello di resistività realistico, ma localizza le zone di discontinuità elettrica in corrispondenza del telo di capping N. 80 Sezioni ERT (griglia 5x10 m) Interasse elettr: 5 m Lunghezza: 150÷320 m LEGENDA
  • 17. /70 Verifica della continuità del capping superficiale Sezione ERT 10 Scala dei colori: Resistività elettrica [Ohm∙m] Sezione ERT 11 Sezione ERT 12 Tubazione metallica interrataTelo continuo Discontinuità nel telo 16
  • 18. /70 Verifica della continuità del capping superficiale Sezione ERT 11 Discontinuità nel telo 17
  • 19. /7018 Discarica RSU in provincia di Lodi Problemi di smaltimento di percolato (ingenti volumi emunti che non diminuiscono) – sospetto di infiltrazioni da falde laterali sospese Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 20. /70 Andamento del fondo della discarica [m s.l.m.] Andamento del top della discarica [m s.l.m.] Corpo di discarica appoggiato su vecchia discarica Corpo di discarica appoggiato su terreno naturale Andamento dello spessore dei rifiuti [m] 480 punti di misura del fondo della discarica con scandaglio all’interno delle lance di insufflaggio Volume stimato dei rifiuti: 385.000 mc Superficie complessiva discarica : 47.500 mq [m s.l.m.] [m] 19 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 21. /7020 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica Spessore di rifiuti saturi al 02/02/2015 [m] (Volume percolato 31.800 mc) Spessore di rifiuti saturi al 17/02/2016 [m] (Volume percolato 38.400 mc) Corpo di discarica appoggiato su vecchia discarica Corpo di discarica appoggiato su terreno naturale Variazione del volume di rifiuti saturi [m] (Volume percolato +6.600 mc) [m] [m] 160 punti di misura della soggiacenza del percolato Volume percolato = volume rifiuti saturi x 0.25 (porosità media rifiuti) Area discarica analizzata 30.800 mq Stima porosità media rifiuti 0.25 Variazione media di livello di percolato: +0.8 m Considerazioni: • L’andamento della soggiacenza del percolato nelle lance in data 17/02/2016 ricalca l’andamento misurato in passato, e mette in luce variazioni localizzate e disomogenee all’interno dei rifiuti • Su tutto il corpo dei rifiuti il livello medio di percolato è aumentato mediamente di circa 0.8 m • La quota massima di percolato è circa pari alla quota del p.c. sul lato Sud.
  • 22. /7021 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica [m] Spessore di rifiuti saturi al 17/02/2016 [m] (Volume percolato 41.500 mc) Spessore di rifiuti saturi al 26/05/2016 [m] (Volume percolato 41.600 mc) Variazione del volume di rifiuti saturi [m] (Volume percolato +100 mc) [m] [m] 160 punti di misura della soggiacenza del percolato Volume percolato = volume rifiuti saturi x 0.25 (porosità media rifiuti) Area discarica analizzata 37.300 mq Stima porosità media rifiuti 0.25 Variazione media di livello di percolato: +0.0 m Considerazioni: • L’analisi viene fatta su una superficie di discarica più estesa e su misure eseguite nelle medesime lance • L’andamento della soggiacenza del percolato nelle lance in data 26/05/2016 ricalca l’andamento misurato in passato, e mette in luce variazioni localizzate e disomogenee all’interno dei rifiuti • Su tutto il corpo dei rifiuti il livello medio di percolato mediamente non è aumentato • I maggiori abbassamenti dei livelli di percolato si osservano in prossimità del punto di emungimento
  • 23. /70 A A’ Rifiuti insaturi Rifiuti saturi Rifiuti insaturi Rifiuti saturi Vecchia discarica Vecchia discarica Terreno naturale Terreno naturale B B’ LEGENDA Capping provvisorio Livello del percolato 17/02/16 Telo di fondo 22 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 24. /70 A B0 100 C D X L’esecuzione di due tomografie 2D lungo i lati Sud-Est e Sud-Ovest della discarica ha lo scopo di caratterizzare la stratigrafia del sottosuolo e determinare la presenza di anomalie lito-stratigrafiche in prossimità della discarica e di deflussi sotterranei di acqua/falde sospese (possibili infiltrazioni laterali in discarica). I possibili fenomeni di infiltrazione di acqua dall’esterno verso il corpo rifiuti, oltre che da problemi di tenuta dell’impermeabilizzazione, possono dipendere da situazioni geologiche ed idrogeologiche esterne (zone di accumulo di acque meteoriche/irrigue, discontinuità geologiche all’interno di orizzonti impermeabili, ecc.) - Lunghezza degli stendimenti: 285 m - Profondità di indagine raggiunta: 40 m dal piano campagna 23 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 25. /70 A BX ERT 1 ERT 2 C DX Canale Canale A B0 100 C D X Canale Sabbie grossolane Argille sabbiose Sabbia grossolana Argille sabbiose Sabbie fini e limi argillosi Sabbia grossolana Considerazioni: - Non si rileva la presenza di falde sospese o di deflussi canalizzati entro i primi 15 m; - Si rileva la presenza di un orizzonte continuo (SABBIE GROSSOLANE) dotato di buona permeabilità (mancano i presupposti per falde sospese; la prima falda ha una soggiacenza di 13-15 m); - Le uniche anomalie riguardano: - la presenza di uno strato di sabbie fini e limi argillosi di 6-7 m di spessore sul lato Sud (ERT2). Le stratigrafie dei piezometri Pz4, Pz5 e Pz10 mostrano livelli superficialmente sabbiosi (entro 1 m dal p.c.) e sabbioso-argillosi fino a 5-7 m dal p.c.), confermate in parte dai riscontri visivi durante lo scavo delle trincee (Relazione conclusiva SEA); - La verosimile perdita di acqua dal canale irriguo con saturazione dello strato sabbioso sottostante lo strato di sabbie fini-limi argillosi. Aumento di saturazione dovuto all’apporto di acqua dal canale irriguo 24 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 26. /70 0 100 Legenda Perimetro della discarica Recinzione della discarica 65 elettrodi esterni alla discarica 580 elettrodi interni alla discarica Elettrodi interni Elettrodi esterni Elettrodi interni Elettrodi interni a fondo foro Elettrodo metallico estratto da una lancia (residui di percolato e oleosi) Strumento di misura durante la fase di acquisizione Elettrodi interni in superficie 25 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 27. /70 Quota 52 m s.l.m. Quota 54 m s.l.m. Quota 56 m s.l.m. Telo di fondo Rifiuti saturi Telo verticale – contatto discarica vecchia/nuova Telo di fondo Rifiuti saturi Telo verticale – contatto discarica vecchia/nuova Rifiuti saturi Telo di fondo su discarica vecchia Rifiuti saturi Telo di impermeabilizzazione continuo Scala dei colori Resistività elettrica [log(Ohm∙m)][Ohm∙m] 3 5 10 20 30 50 100 200 Mappe orizzontali, a quota costante, della resistività elettrica nel corpo rifiuti e, sui lati Ovest, Sud e Est, al contatto tra il corpo rifiuti e l’esterno, in corrispondenza del telo di impermeabilizzazione. È possibile distinguere: - le zone del modello nelle vicinanze del telo di fondo e laterale (scala colori dal verde al rosso/viola); - le zone caratterizzate da minore resistività (azzurro/blu) che corrispondono ai rifiuti umidi/saturi; - le discontinuità laterali nel telo di impermeabilizzazione (colore azzurro/verde al posto che rosso/viola) NOTA BENE: a quota 56 m s.l.m. il telo laterale è integro (senza rotture) 26 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica
  • 28. /70 Quota 58 m s.l.m. Quota 59 m s.l.m. Quota 60 m s.l.m. Scala dei colori Resistività elettrica [log(Ohm∙m)][Ohm∙m] 3 5 10 20 30 50 100 200 Telo di fondo su discarica vecchia Rifiuti saturi Telo di impermeabilizzazione continuo Discontinuità superficiale nel telo Rifiuti saturi Telo di impermeabilizzazione continuo Discontinuità superficiale nel telo Rifiuti saturi Telo di impermeabilizzazione continuo Discontinuità superficiale nel telo Discontinuità superficiale nel telo 27 Verifica di infiltrazioni di acqua laterali verso la discarica 0.5-1m 0.5-1 m Rifiuti insaturi Terreno naturale ? Ricostruzione eseguita sulla base dei risultati geofisici e avvalorata dagli esiti delle trincee esplorative (2014)
  • 29. /70 Discarica in provincia di Brescia Sospetti sul materiale realmente conferito in discarica  caratterizzazione del corpo discarica 28 Caratterizzazione del corpo rifiuti
  • 30. /7029 Recinzione metallica Limite discarica nota Area: 28.580 mq Caratterizzazione del corpo rifiuti Rilievo topografico e squadratura dell’area di indagine 
  • 31. /7030  N. 17 sub-aree di indagine EM Area totale: 49.140 mq Passo di acquisizione: 2x1 m Punti di misura EM: 23.700 Caratterizzazione del corpo rifiuti Indagine EM preliminare
  • 32. /7031 Caratterizzazione del corpo rifiuti Recinzione metallica Limite discarica nota Area: 28.580 mq Limite discarica effettivo Area: 31.150 mq SCALA DEI COLORI Conducibilità elettrica [mS/m] Anomalie fortemente conduttive (A, B, C, D) caratterizzate da rifiuti con elementi metallici e/o fanghi/rifiuti contaminati Corpo discarica PZ30SW PZ75SW PZ75SE Terreno naturale  A1 A2 B C D Indagine EM preliminare
  • 33. /7032 Caratterizzazione del corpo rifiuti  N. 119 Sezioni ERT (griglia 4x4 m) Interasse elettr: 4 m Lunghezza: 92÷284 m N. 5 Sezioni ERT Interasse elettr: 5 m Lunghezza: 355 m N. 2 Sezioni ERT (integrative) Interasse elettr: 4 m Lunghezza: 116÷188 m LEGENDA N. Sezioni: 126 Elettr. totali: 5751 Lungh. totale: 22.855 m Area indagata: 46.000 mq Indagine geoelettrica
  • 34. /7033 Caratterizzazione del corpo rifiuti Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho) Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP) log (Ohm∙m) Ohm∙m mV/V 10 30 50 100 300 Sabbie e Ghiaie Sabbie e Ghiaie con sabbia fine/limo Ubicazione su mappa EM Terreno naturale
  • 35. /7034 Caratterizzazione del corpo rifiuti Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho) Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP) log (Ohm∙m) Ohm∙m mV/V 10 30 50 100 300 Terreno naturale Ubicazione su mappa EM Base discarica (a 12-13 m di profondità) Base discarica (a 10-11 m di profondità) Probabili terreni contaminati/percolato alla base della discarica Probabili terreni contaminati/percolato alla base della discarica
  • 36. /7035 Caratterizzazione del corpo rifiuti Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho) Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP) log (Ohm∙m) Ohm∙m mV/V 10 30 50 100 300 Probabili terreni contaminati/percolato sotto corpo discarica Base discarica Terreno naturale Ubicazione su mappa EM
  • 37. /7036 Caratterizzazione del corpo rifiuti Sezione tomografica di resistività elettrica (Rho) Sezione tomografica di polarizzazione indotta (IP) log (Ohm∙m) Ohm∙m mV/V Ghiaie e sabbieCorpo discarica Livello a matrice fine (probabile acquitardo di sostegno di falda sospesa) 10 30 50 100 300 Linea Y12 Ubicazione su mappa EM Base discarica copertura Base discarica Corpo discarica
  • 38. /7037 Caratterizzazione del corpo rifiuti log (Ohm∙m) Ohm∙m 10 30 50 100 300 1 – Vista da Sud-Ovest 2 – Vista da Nord-Ovest 1 2 Recinzione metallica Limite discarica nota Cella di discarica
  • 39. /7038 Caratterizzazione del corpo rifiuti ANOMALIA IP - Probabili rifiuti con elementi metallici /fanghi ANOMALIA RHO Rifiuti conduttivi non polarizzabili ANOMALIA IP - Probabili rifiuti con elementi metallici superficiali rilevati anche con indagine EM Mappa di resistività elettrica (Rho) Mappa di polarizzazione indotta (IP) log (Ohm∙m) Ohm∙m 10 30 50 100 300 mV/V Strato superiore della discarica (4 m da p.c.)
  • 40. /7039 Caratterizzazione del corpo rifiuti Mappa di resistività elettrica (Rho) Mappa di polarizzazione indotta (IP) log (Ohm∙m) Ohm∙m 10 30 50 100 300 mV/V ANOMALIA IP – probabile percolato ANOMALIA RHO Rifiuti conduttivi polarizzabili ANOMALIA RHO Rifiuti conduttivi NON polarizzabili Strato basale della discarica (4 m da p.c.)
  • 41. /7040 Caratterizzazione del corpo rifiuti Profondità 0 m da p.c. Profondità -4 m da p.c. Profondità -8 m da p.c. Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Terreni di copertura IP [mV/V] 0  20  40  Resistivitàelettrica[Ohm∙m] 100  25  1 
  • 42. /7041 Caratterizzazione del corpo rifiuti Profondità -12 m da p.c. Profondità -16 m da p.c. Profondità -20 m da p.c. IP [mV/V] 0  20  40  Resistivitàelettrica[Ohm∙m] 100  25  1  Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4
  • 43. /7042 Caratterizzazione del corpo rifiuti Profondità -12 m da p.c. Profondità -16 m da p.c. Profondità -20 m da p.c. IP [mV/V] 0  20  40  Resistivitàelettrica[Ohm∙m] 100  25  1  Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4 Corpo 1 Corpo 2 Corpo 3 Corpo 4
  • 44. /7043 Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato 0 100 200 300 m Traccia sezione di resistività elettrica (ERT) e polarizzazione indotta (IP) A A’A A’ A B’ B C’ C D D’ E E’ Pozzo di misura del livello freatico F’ F G G’ - Discarica RSU in provincia di Latina - Contaminazione della falda da fuoriuscite di percolato  localizzazione del plume di percolato H H’
  • 45. /7044 Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato H’ HPolarizzazione indotta mV/V Resistività elettrica Log(10) Ohm*m SEZIONE ERT 8 - MODELLO GEOELETTRICO TOMOGRAFICO I.P. Resistività elettrica Livello limoso - argilloso Depositi sabbiosi Depositi sabbiosi Nessuna anomalia di polarizzazione H’H Livello limoso – argilloso superficiale Depositi sabbiosi
  • 46. /7045 Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato C’ C Livello superficiale di riporto antropico Livello limoso - argilloso Depositi sabbiosi C’C Non si evidenziano anomalie nella sezione di polarizzazione indotta Livello limoso-argilloso (base acquifero) Polarizzazione indotta mV/V Resistività elettrica Log(10) Ohm*m SEZIONE ERT 3 - MODELLO GEOELETTRICO TOMOGRAFICO I.P. Resistività elettrica
  • 47. /7046 Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato E’ E Livello limoso-argilloso (base acquifero) Livello limoso - argilloso Depositi sabbiosi E’E Forte anomalia di polarizzazione indotta legata alla probabile presenza di percolato in falda Livello freatico al 14/01/2016 Polarizzazione indotta mV/V Resistività elettrica Log(10) Ohm*m SEZIONE ERT 5 - MODELLO GEOELETTRICO TOMOGRAFICO I.P. Resistività elettrica Depositi sabbiosi Depositi sabbiosi
  • 48. /7047 Caratterizzazione di plume di contaminazione da percolato ANOMALIE RICONDUCIBILI ALLA PRESENZA DI PERCOLATO Settore con anomalia di polarizzazione indotta correlabile alla presenza di percolato Stereogramma con vista 3D delle anomalie di IP
  • 49. /7048 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti - Discarica RSU in provincia di Latina - Ricerca di accumuli di percolato per ottimizzare la localizzazione di pozzi di estrazione
  • 50. /7049 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti n. 27 linee geoelettriche Lunghezza stendimenti: 150-235 m Interasse elettr. 5 m
  • 51. /7050 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
  • 52. /7051 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
  • 53. /7052 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
  • 54. /7053 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
  • 55. /7054 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
  • 56. /7055 Localizzazione di accumuli di percolato nel corpo rifiuti
  • 57. /7056 CASI PRATICI SITI CONTAMINATI – SUPPORTO ALLA BONIFICA AMBIENTALE
  • 58. /7057 Ricerca di sorgenti di contaminazione - Ex stabilimento di produzione di oli minerali in provincia di Torino - Ricerca di potenziali sorgenti e dimensionamento plume di contaminazione (presenza di surnatante)
  • 59. /7058 Ricerca di sorgenti di contaminazione ?
  • 60. /7059 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 61. /7060 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 62. /7061 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 63. /7062 Ricerca di sorgenti di contaminazione Terreni superficiali ghiaioso-ciottolosi secchi A B Log Ohm*m mV/V Resistività elettrica Polarizzazione indotta Falda contaminata (elevato IP) – pennacchio surnatante Falda contaminata (bassa resistività) Resistività elettrica Livello falda Livello falda Terreni a scheletro grossolano (non saturo)
  • 64. /7063 Ricerca di sorgenti di contaminazione L H M Depositi di copertura (non saturo) ML Terreni saturi contaminati Falda contaminata (alto valore IP) – pennacchio surnatante Elevato valore IP Probabile ulteriore zona contaminata (surnatante) Log Ohm*m mV/V Resistività elettrica Polarizzazione indotta Livello falda Livello falda
  • 65. /70 N N 0 10 20 [m] pz01E pz01E Piezometri attrezzati con elettrodi in foro Indagine 3D con geometrie non convenzionali: - 120 elettrodi, di cui 96 installati sull’estradosso di 8 tubi piezometrici, posati in profondità nell’intorno del piezometro pz-01E, e 24 in superficie disposti su maglia regolare. - Spaziatura elettrodi in foro: 0.5 m (tra 0.2 e 5.8 m dal p.c.) - Spaziatura elettrodi superficiali: 1 m 64 Ricerca di sorgenti di contaminazione -Sito contaminato presso azienda chimica in provincia di Ferrara (trattamento con pump&treat) - Verifica a piccola scala attorno ad un singolo piezometro presenta contaminazioni significative di solventi clorurati –
  • 66. /70 Elettrodi in foro prima della posa Collegamento di ciascun elettrodo in foro allo strumento durante la preparazione all’acquisizione 65 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 67. /70 Scala dei colori Resistività elettrica [Ohm∙m] N Livello di sabbia limosa Limo argilloso Argilla profonda Riporto superficiale 66 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 68. /70 Scala dei colori Resistività elettrica Z = -0.2 m da p.c. Z = -0.6 m da p.c. Z = -1.0 m da p.c. Z = -1.4 m da p.c. Z = -1.8 m da p.c. Z = -2.2 m da p.c. Z = -2.6 m da p.c. Z = -3.0 m da p.c. Z = -3.4 m da p.c. Z = -3.8 m da p.c. Z = -4.2 m da p.c. Z = -5.6 m da p.c. Argilla Sabbia e riporto insaturo Sabbia e riporto insaturo Effetto fognatura dismessa Effetto fognatura dismessa Sabbia limosa Limo sabbioso Sabbia limosa Sabbia limosa Limo sabbioso Limo sabbioso e argilloso Limo sabbioso e argilloso Limo sabbioso e argilloso N Sabbia e riporto insaturo Sabbia e riporto insaturo [Ohm∙m] 67 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 69. /70 Scala dei colori IP [mV/V] Z = -0.2 m da p.c. Z = -0.6 m da p.c. Z = -1.0 m da p.c. Z = -1.4 m da p.c. Z = -1.8 m da p.c. Z = -2.2 m da p.c. Z = -2.6 m da p.c. Z = -3.0 m da p.c. Z = -3.4 m da p.c. Z = -3.8 m da p.c. Z = -4.2 m da p.c. Z = -5.6 m da p.c. Argilla Sabbia e riporto insaturo Sabbia limosa con alti valori di IP Limo sabbioso e argilloso Limo sabbioso e argilloso Limo sabbioso e argilloso N 68 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 70. /70 Scala dei colori Resistività elettrica Fognatura dismessa Livello di sabbia limosa con valori di IP medio-alti (potenziale contaminazione da solventi) N [Ohm∙m] 69 Ricerca di sorgenti di contaminazione
  • 71. /7070 Conclusioni La geoelettrica è un metodo ideale a supporto della caratterizzazione ambientale di discariche e siti contaminati. Occorre infatti sfruttare la sensibilità del metodo alle variazioni dei parametri resistività elettrica e polarizzazione indotta alle specie contaminanti, ai rifiuti ed al percolato. Adattando le indagini ai vari contesti analizzati, è quindi possibile dare una risposta precisa ai più svariati problemi: - Caratterizzazione dei rifiuti all’interno di discariche (identificazione di rifiuti contenenti metalli, frazione organica in elevate concentrazioni, percolato, ecc..) - Localizzazione di lacerazioni nei teli di impermeabilizzazione - Individuazione di plume di percolato - Dimensionamento di zone impattate da sversamenti di sostanze contaminanti (a piccola e grande scala) • Monitoraggio di processi di bonifica (progetto in corso!!)