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

Non so se escludere sempre e comunque picchi con H/V<2 sia corretto, anche se previsto dai criteri SESAME.

Carlo, non so se i professori che hai interpellato sono specialisti di microtremori.

Appare un fatto accettato dalle stesse linee guida sesame che la forzante alle basse frequenze è prevalentemente naturale e proviene da onde oceaniche (0.2 Hz) e interazione tra onde e coste (0.5 Hz). L'energia viaggia lungo guide d'onda nella crosta terrestre e si propaga a lunghe distanze. Parlare di mare del nord, dove le tempeste sono molto forti, non appare quindi tanto assurdo come sembra (secondo le linee guida, in mancanza di studi più recenti).

questo è riportato nell'appendice B.1 delle linee guida





Altro riferimento da Bard et al., 2004:



Riguarda sia l'energia trasportata dalle onde, sia il positivo utilizzo di un sensore da 4.5 Hz per il rilievo di un picco di 0.3 Hz

http://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/13_2207.pdf

Dopo tutto, parlare di energia alle basse frequenze prodotta dalle tempeste del mare del nord (molto forti) non apparirebbe alla luce delle precedenti considerazioni tanto assurdo.

Altro estratto da SESAME 2004:



Secondo quanto sopra, l'Italia peninsulare sarebbe favorevole al rilievo dei picchi posti nel range 0.5 - 1 Hz Hz, dato che abbiamo una notevole interazione mare-coste, mancando un vicino apporto alle frequenze molto basse delle onde oceaniche.

Se fosse davvero così, avremmo una base teorica con la quale giustificare la frequente visibilità di picchi alle basse frequenze su rilievi effettuati con sensore da 4.5 Hz

come ben sai le diverse "scuole" universitarie hanno posizioni molto diverse non tanto sui microtremori quanto su HVSR.
Quelli con cui ho parlato io erano appunto di "scuola" molto contraria...

La scorsa settimana sono stato al workshop di geofisica di Rovereto, dove un "illustre" ha ribadito:
- HVSR non può essere utilizzata per la misura di Vs
- i sensori da 4.5 Hz "leggono" pochissimo al di sotto della loro frequenza naturale.

Personalmente sulla prima affermazione non sono assolutamente d'accordo (ovviamente alle condizioni che tutti condividiamo).
Sulla seconda, nonostante abbia compreso e condiviso alcune osservazioni che avete espresso in precedenza, rimango perplesso.

Purtroppo gli organizzatori del Workshop, pur avendo invitato esponenti delle due "scuole" contrapposte, li hanno tenuti separati (giovedì un gruppo, venerdì un altro), per cui non c'è stato contraddittorio. Sarebbe stato veramente interessante un confronto

Carlo ah sì, se parliamo della scuola degli scettici fuori dall'ambito degli utilizzatori del metodo, questi continuano ad essere scettici ad oltranza.

Ma, oltre alle parole, hanno fornito un set rappresentativo di situazioni a sostegno della propria tesi?

no, queste affermazioni erano comprese in una disamina generale di vari metodi

Per cui, a chi spetta l'onere della prova?

Personalmente posso produrre come prova contraria alla loro ipotesi un esempio eclatante e altri esempi meno clamorosi di rilevamento di picchi <4.5 Hz corrispondenti alla presenza di contrasti di impedenza acustica rilevati o noti.

Non so Carlo, ma queste sembrano le solite affermazioni commerciali tese più a distruggere (terrorizzando il possibile acquirente) che a costruire.

considerazione 1)
Consultando i grafici di decadimento del segnale di un geofono da 2 Hz con quello da 4,5 della stessa ditta si può calcolare che il decadimento del segnale al di sotto dei 2 hz tende a un rapporto di 1:16, e man mano che ci avviciniamo a 4.5 e oltre tende a 1: 3
ciò vuol dire che nel caso peggiore da 0,2 hz a 2 hz il geofono da 2 hz è 16 volte più prestante ( come se utilizzassimo un adc con 4 bit in più e/o 16 volte più sensibile)

Considerazione 2)
Nei post letti non mi pare che si chiarisca il fatto che nell'HVSR non serve il valore assoluto del dato letto ma il rapporto H/V pertanto se acquisiamo con un 2 Hz rispetto al 4,5 hz avremo si valori in microvolt di ampiezza 16 volte più piccoli ma il rapporto HVSR non cambia.

Considerazione 3)
Il 24 bit ad elevate frequenze di campionamento arriva ad avere valori bassissimi di noise , anche a - 140 db, ma al di sotto dei 100 hz e a maggior ragione a 0,5 2hz si ha un aumento esponenziale del rumore anche al di sopra dei -100 db (in pratica una perdita di 4-5 bit utili, in quanto tra -100 e -145 db abbiamo solo rumore hardware.
In questo caso coloro che dicono che è meglio usare un geofono teoricamente hanno ragione in quanto compensano la perdita di dinamica con una maggiore sensibilità del geofono ( ma il problema è dello strumento utilizzato poco sensibile)

Considerazione 4)
Quasi tutti gli adc 24 bit hanno la possibilità di aumentare il gain di 2x 4x 8x alcuni anche 16,32,64,128x, per cui se aggiungiamo un gain di 16 x riportiamo la sensibilità strumentale a valori veri di un 24 bit pulito fino a -145 db, per cui non è più necessario utilizzare i geofoni a 2 Hz.
Applicare gain superiori a 32, 64, 128x i risultati ottenibili con un 4,5 hz sono anche superiori a quelli di un 2 Hz

Considerazione 5)
Perché non usare i geofoni da 2 Hz 16 volte più sensibili ( punto 4) ?
Il motivo è semplice perché oltre ad essere più costosi, sono anche più delicati, troppo sensibili e difficili da equalizzare, variazioni di temperatura , di inclinazione, di staratura, di minime diversità costruttive portano a gravi fenomeni de deriva al di sotto dell'Hz, portando il rapporto Hv tendenzialmente da valori 1- 1,5 a valori 4 - 10 specie se siamo im presenza di una minima brezza rendendo il degnale ottenuto al di sotto di 1 hz inutilizzabile , anche con certe procedure software che tendono a riportarlo a 1 il segnale.

Considerazione 6)
I geofoni da 2 hz e a maggior ragione quelli da 1 hz hanno tempi di smorzamento molto lungi ( quelli da 1 Hz hanno tempi di 20 minuti per stabilizzarsi e quindi prima di iniziare l'acquisizione occorre attender ), quelli da 2 hz di una decina di secondi in più di quelli da 4,5 hz, in caso di passaggio di auto la durata temporale del disturbo dovuto al transito dell'automobile si allunga e nel caso di passaggio di numerose macchine al minuto sarà statisticamente meno probabile avere windows di almeno 20 secondi necessari per poter elaborare sondaggi al di sotto di 1 Hz.

Considerazione 7) Nel caso in cui si voglia arrivare con una certa sicurezza a profondità superiori ai 100 metri consiglio di acquisire almeno per 30 minuti, meglio a 45 - 60 minuti ( specie se c'è una piccola brezza o rumore di auto lontane - con vento o con traffico occorre rimandare il sondaggio in giorni e/o orari diversi.
Si consiglia di acquisire q 330 - 500 hz se il vostro strumento ve lo permette

Considerazione 8)
In un post ho letto ho letto che ben difficilmente con un 4,5 hz non si scende molto al di sotto della frequenza propria del geofono, la causa va ricercata nei seguenti punti.

1 ) strumentazione con un hardware molto sporco per ridurre il rapporto segnale rumore e quindi non permette di analizzare segnali provenienti dal profondo

2 ) presenza di vento anche minimo che porta lo strumento in deriva specie al di sotto di 1 Hz.

3 ) posizionamento dello strumento su battuto di cemento, asfalto, prato erboso su radici, vicinanza di alberi , fabbricati, torrenti, mare, strade rumorose che tendono anche in questo caso con i geofoni da 4,5 hz ad appiattire il segnale ( la dove ci si aspettava Hvsr = 2, avremo 1,3 ecc, o se usiamo geofoni da 2 hz fenomeni di deriva strumentale.



Pertanto concludo consigliando di acquistare geofoni da 4,5 hz , sicuramente più affidabili e meno costosi.

Qualcuno mi dirà che la risposta dei 4,5 hz è lineare sola da 4.5 hz fino a 100, io rispondo che anche quella dei 2 hz non è lineare tra 0,1 e 2 hz, ma esistono altre tecniche affidabili per poterla rendere lineare da a 0,1 - 0,2Hz a 4,5 hz.

Dolfrang, interessanti considerazioni sull'aspetto elettronico delle misure.

Come dici, i contrasti a bassa frequenza vanno ricercati in assenza di disturbi e con rilievi lunghi.

Picchi al di sotto di 0.5 Hz per esperienza mia e dei colleghi sono molto difficili da rilevare con il geofono da 4.5 Hz, mentre tra 0.5 e 1 Hz (meglio se più vicini a 1 Hz) si rilevano senza difficoltà o con relative difficoltà.

D'altra parte lo scopo dei rilevatori portatili tipo Tromino è quello di investigare frequenze che possono coincidere con le frequenze di risonanza di edifici tipici.

Se ci richiedono misure per il progetto di un grattacielo, un ponte, edifici con isolatori sismici a bassa frequenza, torri, ecc., allora per individuare ipotetici picchi a corrispondenti a corrispondenti basse frequenze di risonanza dovremmo usare i rilevatori tipo Lennarz da 0.1 - 0.5 Hz che sono ben più impegnativi come costo, tempi di rilievo e operatività.