Che cos'è la resistività del suolo e perché è necessario uno studio geoelettrico?

Lo studio geoelettrico del sottosuolo consente di stabilire la configurazione ottimale dell'impianto di messa a terra da progettare.

La misurazione della resistività del terreno consente di determinare la disposizione, la profondità, il numero e il tipo di elementi necessari in base ai requisiti di sicurezza e funzionali.

La resistività del terreno è una caratteristica che definisce l'opposizione del terreno al passaggio dell'elettricità, nota anche come resistenza specifica del terreno. Il sottosuolo è solitamente stratificato in strati e resistività sconosciute, che determinano il valore di resistenza di un impianto di messa a terra. L'obiettivo degli studi geoelettrici è la caratterizzazione elettrica del sottosuolo, determinando il numero di strati, il loro spessore e la resistività di ciascuno di essi.

La misurazione della resistività consente di stimare la resistenza di messa a terra di una struttura o di un impianto e i gradienti di potenziale, comprese le tensioni di passo e di contatto. Inoltre, aiuta a calcolare l'accoppiamento induttivo tra circuiti di potenza e di comunicazione adiacenti e a progettare sistemi di protezione catodica.

La resistività del terreno determina i parametri di progettazione di un impianto di messa a terra, come la profondità di interramento ottimale, i materiali appropriati in base al tasso di corrosione del terreno, il numero, il tipo e la disposizione appropriata degli elettrodi necessari. In questo modo si ottiene il valore di resistenza desiderato e la massima sicurezza dell'impianto.

Grazie alle caratteristiche elettriche di un impianto di messa a terra, è possibile progettare un impianto di messa a terra più efficiente, più rapido da realizzare, con costi di progettazione inferiori, tensioni di passo e di contatto controllate su tutta la superficie, maggiore sicurezza per le persone presenti nell'impianto e con una durata di vita ottimizzata.

Perché la resistività del terreno è fondamentale in un progetto di messa a terra

I terreni non sono omogenei, quindi si verificano variazioni di resistività. I fattori principali di queste variazioni sono il tipo di terreno, la quantità di umidità, la composizione chimica, la compattazione del materiale, la temperatura, la stratificazione del terreno, la miscela di materiali diversi, la concentrazione e la composizione chimica dei sali disciolti, la dimensione delle particelle, ecc.

Alcuni di questi aspetti dipendono da cambiamenti a lungo termine e possono essere assunti come costanti nel progetto dell'impianto di messa a terra (tipo di terreno, composizione chimica, stratificazione e compattazione del materiale). Tuttavia, altri (contenuto di umidità, temperatura, concentrazione e composizione chimica dei sali disciolti) sono variabili.

Nella misurazione della resistività, gli effetti dei diversi strati del terreno vengono mediati per ottenere la cosiddetta resistività apparente. Esistono vari metodi di misurazione della resistività. Di seguito vengono presentati due dei più utilizzati: le configurazioni Wenner e Schlumberger1 .

Metodo di Wenner per la misurazione della resistività del terreno

Il metodo Wenner, sviluppato da Frank Wenner dell'US Bureau of Standards nel 19162 , è il metodo più comunemente utilizzato per misurare la resistività del terreno. Consiste nell'utilizzare quattro punte, distanziate tra loro in modo uguale. I due interni sono gli elettrodi di potenziale, mentre quelli esterni sono gli elettrodi di corrente. Misurando la differenza di potenziale tra gli elettrodi interni e dividendola per gli elettrodi di corrente, si ottiene la resistenza.

Effettuando diverse misurazioni e cambiando la distanza degli elettrodi, si ottengono valori diversi che, tracciati in funzione della distanza, indicano i diversi strati che compongono il terreno in esame.

Questo metodo consente di ottenere la resistività del suolo per strati profondi, senza interrare gli elettrodi a tali profondità. Inoltre, i risultati non sono influenzati dalla resistenza degli elettrodi ausiliari o dai fori creati per infilarli nel terreno.

L'interpretazione dei valori di resistenza misurati nel terreno è più semplice in termini di resistività apparente e consente di visualizzare facilmente l'andamento di questo parametro.

Infine, gli strumenti possono essere meno sensibili di quelli richiesti per la configurazione Schlumberger, poiché quando gli elettrodi di corrente sono separati, anche gli elettrodi di potenziale sono distanziati.

Metodo Schlumberger

Il metodo Schlumberger si basa sul metodo Wenner, ma ottiene una sensibilità superiore nei test con distanze di misura maggiori. In questa configurazione, la distanza tra gli elettrodi di potenziale viene mantenuta fissa al centro del sistema, mentre la distanza degli elettrodi di corrente viene variata. La distanza tra gli elettrodi di potenziale è piccola rispetto agli altri picchetti e viene mantenuta.

Questa configurazione è meno sensibile alle variazioni laterali del terreno, poiché gli elettrodi di potenziale rimangono fermi. Tuttavia, la misurazione è più semplice perché gli elettrodi centrali rimangono fissi, richiedendo quindi meno spazio complessivo per le misurazioni.

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Il sistema GEOELECTRIC EARTHING METER consiste in un dispositivo intelligente e di facile utilizzo con il quale l'operatore, guidato dall'app del sistema, effettua le misurazioni nei punti precedentemente determinati nello studio preliminare del terreno.

I valori misurati e il loro geoposizionamento per ogni punto vengono inviati via GSM al centro di calcolo e progettazione per l'elaborazione tramite algoritmi euristici. Il nostro team tecnico di esperti esegue la rappresentazione e l'interpretazione dei dati, nonché la preparazione di una relazione finale con i risultati ottimizzati.

Gli impianti di messa a terra sono sistemi critici in qualsiasi impianto elettrico o industriale, la cui errata esecuzione ha conseguenze sulla sicurezza delle persone e dei beni. D'altra parte, l'impianto di messa a terra è interrato, il che rende molto complesso qualsiasi adattamento successivo.

La resistività del terreno è un parametro fondamentale per il dimensionamento di un impianto di messa a terra adeguato. Pertanto, è necessario conoscere il suo valore quando si progetta un impianto di messa a terra. Uno studio geoelettrico ci permette di conoscere la resistività del terreno in ogni strato del sottosuolo per scegliere l'impianto di messa a terra più appropriato. Il metodo di Aplicaciones Tecnológicas S.A. consente di ottenere un'installazione più rapida ed efficiente, con costi finali di progetto ridotti, ma con una maggiore efficacia e una vita utile più lunga.

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Riferimenti

Sanz Alzate, J. H. Métodos para la medida de la resistividad del suelo. Sci. Tech. 19, 125-130 (2002).

Wenner, F. Un metodo per misurare la resistività del terreno. Bull. Bur. Stand. 12, 469-478 (1916).