GSO SRL - GEOLOGIA MARINA

GSOSrl è uno dei pionieri italiani della sismica moderna utilizzando esperienza del personale e la disponibilità attrezzature hanno permesso di soddisfare le diverse esigenze tecniche di ogni singolo progetto.
Acquisizione,elaborazione ed interpretazione di dati acustici,ultracustici e magnetometrici per i seguenti campi di indagine:
Ricerche di tubazioni sottomarine,cavi elettrici,relitti,serbatoi di gas

Indagini stratigrafiche

• Valutazione dei rischi potenziali connessi alla progettazione di opere marittime,condotte sottomarine ed impianti di perforazione
• Studio di impatto ambientale per l'insediamento di opere marittime
• Geologia mineraria

Mediante l'impiego delle onde sonore è possibile effettuare indagini, accertamenti e misure di ogni tipo per determinare la profondità dell'acqua e la morfologia del fondo, applicando le strumentazioni (ecoscandagli, scandagli a scansione, sonar ecc.) che utilizzano le diverse bande di frequenza appropriate allo scopo. È possibile anche effettuare le prospezioni acustiche sotto il livello del fondo per accertare la natura, la consistenza e la successione stratigrafica o, al caso, la presenza di corpi solidi, manufatti o relitti inglobati nei sedimenti e non identificabili con la semplice osservazione o la ricerca visiva.Il principio sul quale questo accertamento si basa è costituito dalla diversa velocità con la quale le onde sonore si diffondono attraverso i diversi mezzi di propagazione e le diverse sostanze:

aria 330 m/sec
acqua 1490 m/sec
morena, ghiaie 1600 - 2700 m/sec
calcare 3500-6500 m/sec
granito 4600 - 7000 m/sec

Air gun. Questo sistema si basa sulla emissione di un impulso acustico a basa frequenza generato dal rilascio di un piccolo volume di aria compressa ad alta pressione scaricata di colpo in acqua. Dopo ogni rilascio, il serbatoio dello strumento viene ricaricato da una riserva mantenuta sempre pronta mediante un compressore adeguato. Il cannone ad aria fornisce informazioni ad alta risoluzione, ma la penetrazione è limitata , e l'intero sistema risulta complesso per l'installazione a bordo di piccole imbarcazioni che operano sottocosta e in acque basse.
Per ottenere alta risoluzione di immagine e di resa cartografica è necessario disporre di un impulso acustico breve, mentre i sistemi che emettono impulsi a bassa frequenza capaci di penetrare con maggiore profondità nei sedimenti del fondo producono in genere impulsi più lunghi di quelli dei sistemi che emettono impulsi a frequenze più elevate.
Inoltre i sistemi a bassa frequenza tendono a produrre impulsi multipli per effetto dei fenomeni di cavitazione che generano. In questo modo i risultati di penetrazione e di risoluzione appaiono antagonisti e opposti e risulta necessario raggiungere un compromesso, che privilegi il tipo di risultato cercato in base alle finalità della prospezione. Un altro problema è dato dalla potenza con la quale l'impulso viene emesso, in quanto i sistemi a più elevata potenza tendono a produrre riflessioni multiple nella colona d'acqua, oscurando le riflessioni che provengono dagli strati più profondi. Inoltre, la potenza condiziona anche la cadenza di emissione dell'impulso, che agli elevati valori d'emissione deve essere più lenta, implicando, come conseguenza, una più bassa risoluzione orizzontale (ad es., continuità di copertura del tracciato di esecuzione della prospezione). Anche in questo caso, il compromesso deve essere basato sulle finalità e sugli scopi della prospezione. Questa necessita di contemperare caratteristiche di funzionamento diverse e antinomiche dello strumento, rende la prospezione profonda del fondo marino un fatto molto legato all'esperienza e alla competenza del geologo o del geofisico che la eseguono. Informazioni già di un valore indicativo sulla natura del fondo possono essere tratte dalla semplice registrazione dei dati di un ecoscandaglio a doppia frequenza normalmente usato per effettuare rilevamenti e profili batimetrici. Risultati più dettagliati e diagnosticamene affidabili devono essere invece cercati con uno dei moderni sistemi di Sub Bottom Profiler, che sono in grado di fornire al geologo elementi di notevole aiuto interpretativo.

Sub Bottom Profiler, che trae la usa denominazione dal termine inglese <<bottom>> (fondo), desunto dall'antico inglese a sua volta derivato dal tedesco Boden (Fu-Boden = pavimento) e dalla funzione di indagine che compie sotto di esso, è costituito da uno strumento insellato a bordo di un imbarcazione e da un sensore-trasduttore (tow fish) che viene trainato emettendo gli impulsi verticalmente verso il fondo e raccogliendo l'eco di ritorno. La struttura esterna dello strumento è analoga a quella del Sonar a Scansione Laterale (Side Scan Sonar), tanto che in molti casi i due strumenti si trovano montati sullo stesso sensore e assolvono contemporaneamente alla doppia funzione di prospezione morfologica superficiale e di prospezione strutturale subsuperficiale.
Il trasduttore del Sub Bottom Profiler emette un impulso di potenza relativamente elevata (in genere fino a un massimo di 10 kw) con frequenze multiple comprese fra 500 Hz e 23 kHz e modulabili secondo il tipo di fondale e gli scopi della prospezione.
L'impulso acustico penetra nella copertura sedimentaria del fondo per alcuni metri, fermandosi in corrispondenza degli orizzonti riflettenti(ad es., strati di sedimenti più compatti, orizzonti di roccia, corpi metallici) dai quali vengono respinti e riflessi di conseguenza si ottiene una risoluzione tra 0,6 ed 1 metro nella visualizzazione del substrato.

La nascita di queste applicazioni acustiche per l'individuazione delle caratteristiche del sottosuolo, e in particolare del fondo del mare, è relativamente recente e ha fruito di un accentuato sviluppo tecnologico e applicativo proprio per la ricerca dei giacimenti di idrocarburi e la individuazione delle <<trappole>> strutturali profonde nelle quali gas naturale e petrolio si trovano imprigionati. Da questo sviluppo sono derivate anche le strumentazioni impiegate per accertamenti sedimentologici e geologici delle caratteristiche degli strati superficiali del fondo marino e per ricerche industriali e archeologiche, dirette all'individuazione di tubazioni sepolte, di relitti o di manufatti coperti dalla coltre sedimentaria.
Tutte queste strumentazioni sono state sviluppate partendo dal concetto del semplice ecoscandagli con frequenza opportunamente regolata e modulata. Infatti, nella propagazione dell'onda sonora a bassa frequenza, corrisponde una grande propagazione (=penetrazione), mentre ad alta frequenza, corrisponde alta definizione, ma relativamente bassa propagazione. Gli ecoscandagli con frequenze superiori a 40 kHz hanno una totale riflessione del segnale emesso, che viene rimandato dal fondo senza penetrarvi. I segnali emessi alle frequenze inferiori invece vi penetrano in vario grado e con modalità e intensità diverse, subendo poi diversi fenomeni di riflessione e rifrazione ogni volta che la densità del materiale attraversato cambia,perché si susseguono stratificazioni diverse dei sedimenti, delle rocce sottostanti o delle inclusioni contenutevi (ad es., tubazioni, relitti, lamiere, anfore, ecc.). Le strumentazioni di vario tipo che sono state sviluppate, fino a giungere ai più moderni sistemi di Sub Bottom Profiler, hanno compreso diversi metodi e concetti di generazione dell'impulso acustico subacqueo, molti elettrici, alcuni piezoelettrici, altri pneumatici o idraulici.

Pinger. Il ginger si basa su un trasduttore piezoelettrico che produce degli impulsi acustici con frequenze fino a 10 – 12 kHz.
La penetrazione di questo impulso è molto influenzata dalla natura del fondo e dalla sua granulometria.
Nelle sabbie non supera due o tre metri, nelle argille e nei fanghi può penetrare fino a dieci volte più in profondità.

Bommer (surface boomer, uniboomer, deep tow boomer, Uniboom). Il boomer genera una scarica elettrica in una spirale (bobina) che produce correnti indotte in una piastra metallica.
La piastra metallica, col suo movimento elettricamente indotto, genera conseguentemente un impulso acustico.

Sparker (sparkarrays, multi-electrode sparkers, depptow sparker).Lo sparker, letteralmente "produttore di scintille", funziona sul principio di una scarica elettrica ad alto voltaggio e bassa potenza fra due o più elettrodi immersi che si traduce in un'onda d'urto seguita, nei vecchi sistemi, da pulsazioni secondarie (bubble pulses) generate dalla espansione e contrazione successive delle bolle di gas che si producono