Prezentare Tehnologie Georadar

    Metoda Georadar (Ground Penetrating Radar – GPR) este o tehnică nedistructivă, bazată pe principiul propagării undelor radar (electromagnetice) în soluri, roci sau în orice alte medii de investigaţie (masive muntoase, betoane etc.). Aceasta se aplică pentru definirea structurilor care prezintă caracteristici electrice (conductivitate şi permitivitate) contrastante în raport cu mediul înconjurător.

    Achiziţia analog digitală a sistemului GPR permite măsurători quasicontinue, evidenţierea rapidă “în situ” a structurilor îngropate şi prelucrarea rapidă a înregistrărilor obţinute.

    Undele radar de foarte scurtă durată (cuprinse între 1 – 15 ns) sunt emise în banda de frecvenţă 10 – 2.500 MHz, cu ajutorul unei antene plasate la suprafaţa mediului studiat (suprafaţa solului, a rocii, a peretelui unui zid etc.). Propagându-se în mediu, undele sunt reflectate sau difractate de către interfeţele care limitează structurile cu caracteristici electrice contrastante şi sunt remise spre suprafaţă, unde sunt captate de o altă antenă, apoi înregistrate, în funcţie de timp (Fig. 1).

     

    fig 1

    Măsurătorile sunt realizate continuu, sau punct cu punct de-a lungul profilelor, prin metodele: reflexiei (a), transparenţei (tomografiei) (b), sau sondajului vertical (c), Fig. 2

    fig 2

    Antenele sunt legate prin cablu la o unitate de control şi de înregistrare, în general instalată într-un vehicul. Antenele sunt trase pe sol sau pe pante de un operator, dar pot fi, în aceeaşi măsură, tractate sau transportate de un vehicul. Trebuie obţinut un cuplaj al antenelor cu solul sau cu peretele.

    Diferitele antene permit emiterea semnalelor radar de frecvenţe diferite. Frecvenţele înalte permit o rezoluţie ridicată în detrimentul adâncimii de investigaţie. Invers, când frecvenţa este joasă, adâncimea de investigaţie creşte, dar rezoluţia scade.

    Adâncimea de investigaţie este, de asemenea, controlată de natura terenurilor prospectate ale căror caracteristici de absorbţie (a undelor radar) sunt variabile.

     

     

     

     

    ADÂNCIMEA DE INVESTIGAŢIE

     

    Adâncimea investigaţiei depinde de rezistivitatea mediului şi de frecvenţa antenei utilizate.

    În funcţie de rezistivitatea terenului, de exemplu, adâncimea investigaţie poate fi de:

    • Doar câţiva metri sau sub un metru atunci când investigaţia se desfăşoară în soluri sau argile, care fac metoda impracticabilă
    • 15 la 40 metri, în rocă fracturată (fisurată)
    • 40 la 150 metri, în rocă masivă
    • 300 de metri sau, în cazuri excepţionale, mai mult, în masive de sare, de calcar şi de granit etc.

     

    Luând în considerare frecvenţa undei radar, adâncimea medie a investigaţiei va fi de:

     

    Frecvenţă (MHz) 2500 2000 500 200 100 50 25 10
    Adâncime (m) 0,5 1 5 10 15 20 30 50

     

    Trebuie menţionat faptul că, prin menţinerea frecvenţei constantă, adâncimea investigaţiei poate varia de la un tip de rocă la altul. De exemplu:

     

    100 MHz…………………………….în granit uscat…………………………………………30 m,

    100 MHz…………………………….în calcar…………………………………………………10 m;

    sau,

    900 MHz…………………………….în nisip…………………………………………………..1 m,

    900 MHz…………………………….în argilă umedă……………………………………….0,25m

     

    Principala limitare a penetrării undelor electromagnetice în mediul investigat este dată de prezenţa maselor conductoare. De exemplu, în mediul artificial, acest efect restrictiv este produs de către armătura metalică din beton.

    Precizia evaluării adâncimii pentru localizarea anumitor obiecte sau interfeţe se bazează pe frecvenţă:

    • la 100 MHz precizia este de 1.0 m.,
    • la 900 MHz precizia este de 0.1 m.,
    • la 2500 MHz precizia este de 0.05 m.

     

    În general, formaţiunile bune conducătoare de electricitate (argile, de exemplu) produc o absorbţie ridicată şi limitează penetrarea undelor radar.

    Determinarea în adâncime a structurilor de interes este obţinută pornind de la înregistrările în timp datorită vitezei de propagare a undelor radar în mediile considerate. Acest parametru poate fi estimat pornind de la cunoaşterea naturii mediilor cu ajutorul tabelelor de caracteristici fizice ale materialelor, publicate în diverse tratate sau articole. Acesta poate fi, în egală măsură evaluat, pornind de la înregistrări (formele hiperbolelor de difracţie), prin etalonarea pe un punct cunoscut (foraj etc.) sau pornind de la “sondaje radar”.