Utilità e caratteristiche dei sensori di livello automatico nello studio degli acquiferi

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I trasduttori di pressione, per la misura dei livelli piezometrici nei pozzi risalgono alla metà degli anni '60, ma sono entrati nell'uso normale delle indagini idrogeologiche da circa 20 anni. Il motivo è da ricercare nella diffusione dei computer portatili ma soprattutto nella disponibilità di software semplici ed in grado di trattare le migliaia di dati che questi strumenti registrano dopo qualche mese di acquisizione. Questa enorme quantità di misurazioni ha permesso un notevole balzo in avanti nella comprensione dei fenomeni che regolano il comportamento degli acquiferi.

I sensori di livello automatico si presentano come dei cilindri in acciaio di diametro in genere da 1 a 2,5 cm, in grado di registrare variazioni di livello piezometrico (pressione), temperatura e conducibilità. Ve ne sono di due grandi categorie, quelli assoluti (senza cavo di compensazione) e quelli relativi. Questi ultimi sono caratterizzati dall'avere lo strumento di misura, che viene calato nel pozzo, collegato tramite un tubicino di compensazione della pressione barometrica con le batterie, che rimangono in superficie. La grande utilità che deriva dall'uso di questi strumenti è nella possibilità di separare delle variabili naturali od artificiali che altrimenti renderebbero completamente errate alcune interpretazioni. Si è visto, ad esempio, che la pressione barometrica influisce in maniera diversa sui livelli piezometrici degli acquiferi rendendo pertanto in alcuni casi imprecise le interpretazioni delle prove di pompaggio. Negli artesiani, le variazioni repentine e sconosciute della pressione atmosferica possono produrre variazioni di livello anche di 20-30 cm nell'arco di poche ore. La non conoscenza di questi fenomeni può portare a considerare tali variazioni come dovuti a fenomeni di ricarica naturale o variazioni di trasmissività.

Un altro vantaggio fornito dall'esame delle serie temporali (grafici che riportano variazioni di un parametro rispetto al tempo) risiede nella capacità di definire con maggiore precisione il grado di confinamento di un acquifero e quindi di capire se un livello è continuo o meno. Se, ad esempio, andiamo a confrontare la variazione dell'efficienza barometrica (BE) nel tempo, in diversi pozzi che filtrano uno stesso acquifero, l'andamento delle curve indica il grado di comunicazione (vedi grafico modificato da Butler). Con BE si definisce l'efficienza barometrica, data dal rapporto tra la variazione di livello piezometrico e quella di pressione atmosferica per uno stesso intervallo temporale. Un certo parallelismo delle curve mostra pertanto che gli orizzonti filtrati rispondono insieme alle sollecitazioni atmosferiche, sono in buona comunicazione idraulica e gli eventuali orizzonti a bassa conducibilità idraulica non sono continui.

Un altro risultato che si può ottenere è nel capire se un acquifero è realmente confinato o meno, e questo semplicemente osservando come si trasmettono nel tempo la variazione di livello piezometrico e quella atmosferica.
 

sensore di livello
Un moderno sensore di livello relativo per utilizzo in piezometri di piccolo diametro. La parte di misura ha un diametro di 1 cm, mentre quella che contiene le batterie e la memoria è di 2,5 cm e resta in superficie. Il cavo nero di collegamento, serve per compensare la pressione barometrica (STS).
 
Variazione dell’efficienza barometrica
Variazione dell' efficienza barometrica (BE) in 4 pozzi di un acquifero freatico: l'andamento simile della BE nel tempo per i 4 pozzi indica la buona comunicazione tra di essi nonostante la loro distanza massima sia di 1-1,5 km. La risposta con BE elevato iniziale che si riduce progressivamente, indica un acquifero libero con insaturo rigido o profondo. In ascissa l'intervallo in giorni ed in ordinata la variazione di efficienza barometrica.
 
Variazioni di livello naturale e dinamico di pozzi
Un altro esempio delle possibilità offerte dagli acquisitori automatici qui utilizzati per misurare le variazioni di livello naturale e dinamico di 2 pozzi, quelli idrometrici di un fiume e l'altezza di precipitazione. I ritardi con cui si presentano i massimi di registrazione indicano il grado di comunicazione dell'acquifero.
 
 

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