FAQ
L'analisi della propagazione delle onde di superficie consente di determinare i valori della velocità di taglio (Vs) nel sottosuolo.
Qui di seguito alcuni punti di carattere generale su cui è bene fare chiarezza.
#1. A cosa serve sapere la Vs?
La questione delle Vs è venuta alla ribalta in relazione alle novità normative in materia antisismica. La conoscenza del valore della Vs nella parte più superficiale è infatti utile a stimare l'effetto di sito (l'amplificazione litologica).
In realtà la Vs ha notevole valore anche dal punto di vista dell'ingegneria civile (ricordiamo ad esempio che il modulo di taglio è dato dal prodotto della densità per il quadrato della Vs).
In generale la conoscenza di Vs e Vp fornisce un valore aggiunto notevole in quanto consente una serie di considerazioni (geomeccaniche ambientali e litologiche) impossibili da svolgere avendo a disposizione solo l'una o l'altra (durante i nostri workshop siamo usi presentare alcuni esempi di questo).
Si ricordi, giusto per dare un motivo di riflessione, come la Vp sia fortemente influenzata dalla presenza di acqua (le rifrazioni in Vp fatte in pianura alluvionale forniscono Vp attorno a 1600-1800 m/s a pochissimi metri di profondità proprio a causa della "tavola d'acqua") mentre la Vs ne sia solo modestamente influenzata.
Per tutti questi motivi l'utilizzo delle varie tecniche per l'analisi delle onde di superficie non va in nessun modo ricondotto unicamente alla normativa sismica (NTC 2008 e successive integrazioni/modificazioni). Conoscere le Vs di un certo sito è per molti aspetti più importante rispetto alla conoscenze delle Vp e le applicazioni getoecniche (anche, ad esempio, corpi di frana) sono quindi infinite.
#2. Prove MASW?
I dati sismici non vanno interpretati - come spesso purtroppo si sente dire - ma compresi nella loro interezza.
Ciò è evidentemente possibile solo se si possiede un'adeguata preparazione anche teorica.
Nella sismica (tutta) non esiste il concetto di prova così come in geotecnica.
Il termine prova rimanda a una serie di procedure completamente standardizzate che fanno sì che i numeri che si ottengono siano tra loro confrontabili in modo "semplice". Le prove di laboratorio in geotecnica sono/possono essere fatte da "semplici" tecnici seguendo delle procedure/protocolli standardizzati e uguali per tutti.
In geofisica non è possibile nulla di tutto questo perché:
1) nulla è standardizzabile;
2) i dati devono essere "letti" da un professionista altamente qualificato su quella specifica tecnica.
Come non si può parlare di "prove di sismica a riflessione" (mai sentito e sarebbe un'assurdità), non si può parlare di prove MASW o altro (qui, purtroppo, le imprecazioni abbondano quotidianamente).
Una prova si riferisce ad un dato oggettivo, mentre l'analisi di un qualsiasi dato sismico è invece - purtroppo lo sappiamo bene - un qualcosa in cui la persona fa confluire tutto il suo Know-how-and-what.
#3. winMASW®
- Quali differenze ci sono tra le varie versioni di winMASW®?
Il software winMASW® è disponibile in sei diverse versioni e, a dispetto del nome, consente di fare molto più delle “solite” MASW. Si va dalla versione di base (winMASW® Lite) sino a quella più evoluta (Academy) le cui ricchezza di strumenti è tale da raccomandare la partecipazione ad uno dei nostri corsi dedicati (il rischio è altrimenti quello di sottoutilizzare le sue potenzialità). Per i dettagli presenti nelle differenti versioni consultate le schede tecniche presenti nella pagina winMASW® e il relativo manuale.
- Perchè dovrei preferire winMASW® agli altri software che “fanno MASW”?
Per almeno tre motivi, di ordine diverso ma tra loro legati.
Il primo motivo è che la “famiglia” winMASW® è costituita da diverse versioni.
Questo significa che il professionista che desidera iniziare a cimentarsi con la metodologia classica (MASW in onde di Rayleigh secondo curve modali) potrà, quando si renderà conto dei limiti di questo approccio (vedi tutte le nostre pubblicazioni), effettuare un upgrade a versioni più ricche e complete (la versione Academy fornisce, ad esempio, un arsenale di approcci e metodologie estremamente ricco e in grado di poter affrontare siti caratterizzati dalle più ampie problematiche).
Il secondo motivo è rappresentato dalla nostra riconosciuta eccellenza nell'ambito dell'analisi delle onde di superficie.
I nostri software non esistono unicamente per moda o esigenze del mercato. Essi piuttosto rappresentano il frutto del nostro impegno di ricerca applicata in questo specifico settore sin dal 2003. Questo significa che chi sceglie i nostri software può anche fruire di un supporto tecnico scientifico di particolare rilievo (vedi nostre pubblicazioni e profilo aziendale).
Il terzo motivo è che winMASW® non fa unicamente le classiche MASW ma, specie nelle versioni più evolute, tutta una nutrita serie di metodologie complementari quali ad esempio: MASW in onde di Love, ReMi, ESAC, sismogrammi sintetici e analisi FVS, curve di dispersione effettive, HVSR, MFA, modellazione 1D della rifrazione P e SH, analisi attenuazione e un'infinita serie di strumenti/moduli utili a gestire l'acquisizione e l'editing di dati sismici. Aspetto cruciale, non tutti compreso in tutte le sue ricadute sia pratiche che teoriche, la possibilità di effettuare modellazioni dirette senza dover necessariamente e unicamente affidarsi ad inversioni meramente automatiche che possono sfuggire al controllo fornendo risultati, in alcuni casi, privi di senso geologico.
- Ho una versione di winMASW® 4.3 o precedente (con chiavetta USB nera) e non riesco ad utilizzarla sui pc a 64bit, cosa posso fare?
Queste antiche versioni di winMASW® sono state dismesse da marzo 2010 e, dal 01.03.2014, ne è stata definitivamente sospesa l'assistenza tecnica. Chi lo desidera, può semplicemente effettuare un update e/o upgrade a una delle versioni/release attualmente disponibili che funzionano con USB dongle (di colore verde) compatibile con tutti i più recenti sistemi operativi.
Conseguentemente non è più possibile fornire alcun tipo di assistenza rispetto a release precedenti la 4.4 (quelle cioè con chiavetta USB nera funzionante unicamente con SO a 32bit)
- Qual è la migliore strumentazione di campagna per “fare MASW”?
La MASW è una tecnica attiva multicanale per la generazione e registrazione di onde di superficie (Surface Waves). Come da ampia letteratura disponibile, le onde di Rayleigh possono propagarsi secondo un complesso gioco di modi, spesso non di semplice interpretazione.
Chi desidera svolgere questo tipo di analisi senza incorrere in errori, farebbe bene a comprarsi anche i geofoni orizzontali e a seguire l'approccio ampiamente illustrato nel libro della Flaccovio “Onde di Superficie in Geofisica Applicata” e, ulteriormente sviluppato in quello della Elsevier “Surface Wave Analysis for Near Surface Appplications” come anche in altri articoli scientifici piuttosto specialistici che, in soldoni, consiste nell'acquisizione congiunta delle onde di Love e della componente radiale delle onde di Rayleigh.
Addirittura alcuni autori/ricercatori suggerirebbero di utilizzare unicamente le onde di Love.
Incidentalmente ricordate che 12 geofoni sono assolutamente più che sufficienti per questo tipo di tecnica, vedi paragrafo 2.2 del libro Elsevier.
D'altro canto, per la sismica multicanale passiva (ReMi, ESAC, MAAM e, nel prossimo futuro GAMA – stay tuned) i geofoni verticali sono invece di fatto una necessità.
Preme anche sottolineare la completa inutilità dell'acquisto di un doppio set di geofoni da 4.5 Hz (per le onde di superficie) e 10/14 Hz (per la rifrazione/riflessione). Infatti, se lo scopo (per la rifrazione/riflessione) è quello di mettere in evidenza le alte frequenze, basterà acquisire con i geofoni da 4.5 Hz filtrando poi i dati con un filtro taglia basso (o, il che è lo stesso, passa alto) presente in winMASW®.
Così facendo, utilizzando i geofoni da 4.5 Hz potremo svolgere qualsiasi tipo di indagine. Preme evidenziare ulteriormente che questa procedura non è in nessun modo una furba scorciatoia, in quanto i risultati sono del tutti identici se non anche superiori (in quanto l'utente può scegliere la frequenza di taglio) rispetto a quelli acquisiti utilizzando geofoni ad “alta” frequenza.
Chiaramente il discorso inverso (utilizzare i geofoni ad alta frequenza per analizzare le basse) non è possibile.
#4. HoliSurface®
- Che differenza c'è tra il software HoliSurface® e il metodo HoliSurface®?
Con il software HoliSurface® è possibile effettuare vari tipi di analisi tanto rispetto a metodologie attive che passive, mentre il metodo HoliSurface® (stricto sensu) identifica specificatamente l'analisi di sismica attiva svolta considerando congiuntamente i dati raccolti da un unico geofono triassiale (metodologia brevettata).
- Le amministrazioni publiche accettano analisi HoliSurface®?
Tutte le metodologie utilizzate da HS sono assolutamente pubblicate (quindi scientificamente validate e accettate) e, di fondo, rappresentano il miglioramento di tecniche assolutamente classiche e consolidate (vedi amplia bibliografia) e già presenti nei documenti ufficiali (vedi, ad esempio, tecniche FTAN o MFA).
In aggiunta a ciò, preme mettere in evidenza due aspetti: ad oggi, non ci sono mai stati problemi di ordine burocratico rispetto a tutti i lavori effettuati con HS, in Italia e all'estero. Ricordiamo sempre che ciò che conta e fa la differenza non è il cosa ma il come.
Non è infrequente la contestazione da parte di P.A. di “MASW” o HV: ciò che si contesta non è mai (e non può essere) la tecnica bensì lo specifico lavoro svolto con scarsa perizia e professionalità.
Infine, trattandosi di metodologie già ampiamente validate scientificamente, è l'amministrazione pubblica che deve semmai recepire gli avanzamenti e le innovazioni in una determinata disciplina, e non la scienza a doversi limitare rispetto a vincoli meramente burocratici.
[vedi lista pubblicazioni nella pagina HoliSurface®]
- Qual è la strumentazione più appropriata per lavorare con HoliSurface®?
Per sfruttare tutte le metodologie implementate nel software HS la soluzione ottimale è rappresentata da un acquisitore a 4 canali (cioè un "mini" sismografo) al quale collegare, a seconda delle esigenze, un geofono triassiale o 4 geofoni verticali.
Va da sé che un sismografo a 6 canali può ugualmente rappresentare un'ottima soluzione.
Esistono in commercio alcuni geofoni triassiali con acquisitore interno che possono rappresentare una buona soluzione per molte delle metodologie implementate in HS ma che, evidentemente, non possono esser utilizzati per la tecnica MAAM.
Poiché la velocità degli sviluppi tecnologici è estremamente elevata, per ricevere informazioni aggiornate sul migliore strumento da associare al software ti suggeriamo di contattarci.
#5. winMASW® versus HoliSurface®
- Che differenza c'è tra winMASW® e HoliSurface®?
Essezialmente winMASW® considera la dispersione delle onde di superficie secondo classici approcci multicanale.
HoliSurface® (HS) invece, per studiare lo stesso fenomeno, sfrutta metodologie molto più avanzate (per le quali si raccomanda un training ad hoc) che richiedono uno sforzo di campagna molto più snello. Inoltre HS consente svariati tipi di analisi vibrazionali utili in svariate applicazioni di carattere ingegneristico (per dettagli tecnici e sul senso generale di HS consulta la brochure presente nella pagina dedicata).
- Perchè preferire HoliSurface® a winMASW® (o viceversa)?
Alcune schematiche ma puntuali ragioni:
- tutte le metodologie implementate in HoliSurface® (HS) richiedono uno sforzo di campagna limitato e una strumentazione di campagna estremamente snella;
- nonostante questo HS consente analisi multi-componente che rendono la soluzione (cioè il profilo Vs) molto più precisa e vincolata (per meglio comprendere la differenza tra il concetto di componente e quello di numero di canali vedi l'articolo “Less is more”);
- HS consente anche molti tipi di analisi vibrazionali;
- in casi in cui lo spazio a disposizione sia limitato, alcune metodologie presenti in HS (MAAM, HVSR e, nel prossimo futuro, GAMA) rappresentano di fatto l'unica soluzione possibile;
- eleganza (come concepita, ad esempio, anche in ambito matematico – una soluzione non deve essere solo corretta ma anche appunto elegante): riuscire ad individuare il modello di sottosuolo in modo puntuale con uno sforzo di campagna limitato e una strumentazione estremamente snella rappresenta una soddisfazione non solo in termini di efficienza professionale ma anche di carattere, per così dire, intellettuale.
Adottare invece le metodologie multicanale (MASW in onde di Rayleigh e Love, ESAC/SPAC, ReMi) possibili nei vari moduli winMASW® è utile nei casi in cui il committente, per insondabili ragioni, voglia esplicitamente una tecnica piuttosto che un'altra.
Inoltre, al momento, la quantità di carattere informativo e di casi studio disponibili per la consultazione e lo studio è superiore, mentre tutti i metodi implementati in HS richiedono la partecipazione ad uno o più incontri informativi da noi organizzati e un certo interesse e disponibilità rispetto allo studio di metodologie che alla fin fine consentono di mettere in atto il motto di Chouinard: the more you know, the less you need.
- Di quale computer ho bisogno per utilizzare i vostri software?
In generale un buon recente computer è sufficiente a patto che abbia un sistema operativo a 64bit (win7, win8 o win10, SO da noi consigliato).
D'altro canto per sfruttare appieno i moduli per l'inversione automatica FVS in HoliSurface® e winMASW® Academy, raccomandiamo un pc con, come minimo, un processore (CPU) esacore quale ad esempio la serie estreme della Intel (va da sé che una workstation dalle prestazioni superiori andrà a migliorare seriamente la vostra produttività e, chiaramente, maggiore sarà la potenza del computer maggiore sarà anche il suo utilizzo nel tempo e quindi il relativo costo/ammortamento.
Tipica gita per sismica multicanale. Perchè tutto ciò quando esiste HoliSurface®?
#6. Generalità sulla gestione dei nostri software
- Cos'è l'upgrade?
L'upgrade è l'operazione di passaggio da una versione di più basso profilo (ad es. winMASW® Standard) ad una di più alto (ad es. winMASW® Academy).
- Cos'è l'update/aggiornamento?
L'update è l'operazione di aggiornamento da una release ad una successiva. Esempio: hai acquistato winMASW® Standard 5.4 nel 2012, hai ricevuto gratuitamente winMASW® Standard 6.0 nel 2013 e ora per rendere il software compatibile con windows10 desideri passare a winMASW® Standard 7.1 (disponibile indicativamente da febbraio 2016).
Ricordati che gli aggiornamenti rilasciati successivamente alla data di acquisto del software sono disponibili a pagamento. Il costo dell'aggiornamento è determinato sulla base della quantità e tipologia delle novità implementate nonchè della release posseduta dall'utente.
- Chi mi insegna ad usare correttamente questi software?
Eliosoft è l'unica realtà titolata a fornire assistenza e training sui software winMASW® e HoliSurface®.
#7. Geofoni per MASW e geofoni per rifrazione/riflessione?
Note tecniche e leggende commerciali.
A volte vi viene proposto l'acquisto di due set di geofoni: i cosiddetti geofoni per MASW da 4.5Hz e i geofoni da 10Hz o 14Hz per la rifrazione e la riflessione.
Naturalmente, se si conoscono i fondamenti della sismica, è facile comprendere come tutto ciò sia privo di senso e rappresenti un enorme spreco di denaro, in quanto è sufficiente un solo set di geofoni da 4.5Hz.
Perché? Per almeno due ragioni molto ovvie:
- Con i geofoni da 4.5Hz si riesce a vedere tutto sopra una certa frequenza (diciamo sopra i 2Hz più o meno - sotto tale frequenza l'ampiezza è normalmente troppo bassa).
Le basse frequenze sono necessarie per analizzare la propagazione delle onde di superficie (MASW/ReMi/ESAC, etc) ma si dice che per gli studi di rifrazione sia necessario "concentrarsi" solo sulle alte frequenze (diciamo tra 10 e 200 Hz - sopra questa frequenza ogni informazione è del tutto irrilevante dal punto di vista sismico/geologico).
Ebbene, se si acquisce un dataset con i geofoni da 4.5Hz, è possibile rimuovere facilmente le basse frequenze applicando il filtro passa-alto di winMASW. In questo modo è possibile utilizzare lo stesso dataset sia per la MASW, utilizzando le basse frequenze, che per gli studi di rifrazione/riflessione, rimuovendo in tal caso le basse frequenze con l'utilizzo del filtro passa-alto (passa alto = taglia basso) presente nel software winMASW. - Ma è proprio necessario rimuovere le basse frequenze per analizzare gli eventi rifratti?!
In realtà se ci si sofferma con attenzione sui principi base degli studi di rifrazione, è facile comprendere che questo non è necessario.
Basta considerare la componente verticale (quindi le onde di Rayleigh e la rifrazione delle onde P): le onde di Rayleigh sono molto più lente rispetto alla rifrazione delle onde P (non a caso quello che si considera in uno studio di rifrazione sono i cosiddetti primi arrivi).
Ciò significa che le onde di Rayleigh arrivano molto più tardi (cioè dopo) rispetto ai primi arrivi relativi alla rifrazione delle onde P.
Quindi, se si analizza con attenzione un dataset acquisito con i geofoni da 4.5Hz, si vedrà prima la rifrazione delle onde P e poi (molto più tardi) l'arrivo delle onde di Rayleigh.
Non c'è dunque alcuna "interferenza" o problema di sorta nell'avere (nello stesso dataset) sia i dati della rifrazione P che le onde di Rayleigh (nel caso, invece, si vogliano analizzare gli eventi riflessi si potrà semplicemente applicare il filtro passa-alto presente in winMASW).
In conclusione, spendi bene il tuo denaro e risparmialo per acquistare un set di geofoni orizzontali da 4.5Hz per l'acquisizione delle onde di Love e la componente radiale delle onde di Rayleigh (e, naturalmente, per gli studi di rifrazione/riflessione delle onde SH)!
E ricordati di chiedere sempre la verifica della polarità dei geofoni perché per alcune tecniche è necessario conoscerla.
