Home GeoForum Forums Geologia & Professione Chiedilo ai geologi Tromografo da 2 hz o da 4,5 hz?

Buongiorno,
qualcuno sa dirmi la differenza tra un tromografo con sensore da 2 Hz oppure con sensore da 4,5 hz?

E' solo una questione di risoluzione del segnale registrato oppure hanno due utilizzi differenti?

Silvano

Se ti riferisci alla determinazione del rapporto HVSR, per picchi del grafico a bassa frequenza (molto indicativamente sotto 0.5 Hz)dovrebbe essere più sensibile) quello da 2 Hz. Poi dipende anche dalle specifiche tecniche indicate dal costruttore che indicherà il range di sensibilità dello strumento. A memoria, mi sembra di ricordare, che in uno dei documenti del progetto SESAME si suggeriva di ripetere la prova con uno strumento più sensibile qualora si evidenziassero picchi del grafico a frequenza inferiore a 0.5 Hz (o a 1 Hz non ricordo il valore che indicavano) rilevati con uno strumento con frequenza dei sensori alta (direi che l'esempio era proprio con 4.5 Hz). In linea generale, più il picco del grafico è a frequenza bassa più è correlato ad un contrasto d'impedenza a maggiore profondità (che dipende però anche dalla velocità dei terreni soprastanti), per cui dipende anche da dove lavori e che cosa vuoi rilevare. Per quello che ho visto in giro viene utilizzato il 4.5 Hz anche in zone dove il contrasto d'impedenza arriva ad essere a 100-120 mm (con picchi HVSR, per le mie zone, attorno a 0.8-1 Hz). Qualcuno s'arrischia anche a prendere in considerazione picchi a frequenza di 0.2-0.3 Hz interpretandoli come determinati da contrasti d'impendeza più profondi (>150 m, forse in questi casi occorrerebbe utilizzare lo strumento un po' più sensibile, ma è un'opinione personale.

Le Linee Guida Sesame (Sesame H/V users guidelines) affermano (mia traduzione libera...):
"non è raccomandabile utilizzare sensori con frequenza propria superiore alla più bassa frequenza di interesse".
Traduzione ancor più libera... se hai un sensore a da 4.5 Hz non venirmi a raccontare che hai "visto" dei picchi a 0.5 Hz...

In parole povere con il 2 Hz riesci a "leggere" frequenze più basse che con il 4.5 Hz, che come già detto sono associabili a maggiori profondità.
Le terne che si usano comunemente nell'ambito professionale sono da 4.5 Hz, e i produttori (almeno quelli che conosco) affermano che comunque sotto 1 Hz si arriva (anche se considerare affidabili picchi a 0,2-0,3 Hz mi sembra decisamente eccessivo), sempre tenendo presenti i limiti imposti dalla diminuzione della sensibilità dello strumento; in passato ho avuto la possibilità di confrontare due registrazioni contemporanee di un 4.5 Hz e di un 2 Hz, ed erano identiche (in quel caso non c'erano comunque picchi a bassa frequenza). Comunque, contestualmente all'acquisto (e alle tarature periodiche) dovrebbero darti un grafico indicante proprio la curva di risposta dei sensori della terna, dove puoi vedere come rispondono alle varie frequenze.
Come giustamente detto da altri in precedenza, la scelta dell'una o dell'altra terna dipende da cosa devi fare...

Sul mercato ci sono ottimi strumenti con sensori da 2 Hz, con prezzi assolutamente accettabili, basta cercare con attenzione.

Per aggiungere un'informazione a quelle già fornite vorrei dire che sotto la frequenza di taglio (2Hz o 4,5Hz) la sensibilità del geofono cala abbastanza linearmente fino ad arrivare a zero quindi "in teoria" è possibile vedere qualcosa anche nella zona fra la frequenza zero e la frequenza di taglio. Inoltre è possibile equalizzare i segnali per aumentare virtualmente la sensibilità anche alle basse frequenze.

CHE I GEOFONI DA 4,5 HZ è al contrario di quanto scritto è possibile ricavare frequenze si hvsr anche e al di sotto dei O,5 hz se lo strumento utilizzato è di buona qualità.

La frequenza di risonanza di 1,2,2,5 ,4 ,4,5,8,12,16, 50,100 hz indicano la frequenza in cui il geofono incomincia a comportarsi non più in maniera lineare a parità di ampiezza del segnale

Al di sotto della frequenza di risonanza tipica del geofono si ha una attenuazione del segnale che tende a ridurre l'ampiezza.

Tale riduzione avviene in maniera uguale tra i tre geofoni quindi il rapporto HVSR rimane inalterato anche al di sotto dei 0,5 hz

Quello che in effetti cambia è l'ampiezza del segnale spettrale ottenuto con la FFT , ma la cosa è facilmente risolvibile con l'equalizzazione del segnale, in pratica l'ampiezza dello spettro viene ricalcolato in base al decadimento del segnale per ogni frequenza iesima al di sotto della frequenza di risonanza del geofono.

Si tenga presente che i geofoni da 2 hz sono molto delicati, difficili da equalizzare, sensibili agli sbalzi di temperatura, più facilmente starabili, molto costosi, e con un tempo di smorzamento molto lungo che fa vibrare per parecchio tempo il geofono a seguito di ogni rumore antropico.

Per i geofoni ad 1 hz ad esempio è consigliabile un tempo di attesa prima di iniziare, ciò comporta la riduzione di finestre utili per eseguire l'elaborazione.

Lo stesso problema lo si ha anche con i geodoni da 2 hz anche se in maniera ridotta

Consiglio quindi geofoni da 4,5 HZ più stabili, meno delicati e costosi meno influenzabili dai rumori antropici e vento.

Devi convincere Sesame a riscrivere le linee guida...

Carlo, rimane il fatto che con il geofono da 4.5 Hz si vedono bene o benissimo molti contrasti nel range 0.5 - 1 Hz, in funzione anche dell'energizzazione del sistema e della sua messa in risonanza (minore frequenza, maggiore massa, maggior energia richiesta).
L'esempio di Valco San Paolo in Roma è eloquente, con un pronunciato picco dei microtremori a 0.9 Hz confermato da tutti gli altri sofisticati rilievi e dal modello sismostratigrafico (vedi l'articolo di Bozzano e Caserta).

Un altro esempio è il picco del bedrock profondo sotto l'Aquila (0.6 Hz) visibile in molti rilievi con il geofono da 0.45 Hz e confermato da indagini con il Lennarz e dal modello stratigrafico.

Le linee guida Sesame danno l'impressione di essere talora poco flessibili e non mirate alla pratica professionale.

Indubbiamente poi, lo scopo dell'indagine governa l'utilizzo del sensore.

Se lo scopo è quello di individuare risonanze a bassa frequenza (< 0.75 Hz circa), allora lo strumento più adatto sarebbe il Lennarz con sensori di 0.1 o 0.5 Hz, massa cospicua, costo idem, generalmente acquistato dalle università ma non dai professionisti.

Come tu hai spesso ricordato, ci dobbiamo basare sulla letteratura scientifica consolidata per poter utilizzare una strumentazione spesso vista con "sospetto" da alcuni (mi riferisco a chi controlla, o "dovrebbe controllare"). Nel campo di cui stiamo parlando le linee guida Sesame sono lo stato dell'arte e noi abbiamo pochi argomenti per giustificare l'utilizzo di strumenti che, in teoria, non vedono nulla sotto la loro frequenza caratteristica.
Che poi alcuni picchi sotto 1 Hz siano visibili anche con sensori da 4.5 Hz l'ho constatato anch'io; devo tuttavia far rilevare che guardando le curve dei singoli sensori sotto i 2 Hz si vede una deriva che rende difficile comprendere come poi salti fuori il picco...