Analisi apparato radicale tramite Georadar e Geoelettrica (Demetra-Geostudi Astier)

Il servizio proposto intende indagare attraverso tecnologie innovative (tomografia elettrica della resisitivitá/tomografia georadar) e non invasiva, l’apparato radicale degli alberi restituendo, attraverso l’ elaborazione dei dati, una immagine di quella che è la disposizione spaziale, l’efficienza, e lo stato strutturale dalle radici di un albero. Tutti i test sono stati effettuati in collaborazione con l’ing. G. Morelli e il geologo Gianluca Catanzariti della ditta Geostudi Astier di Livorno.

Questa tipologia di rilievi non invasivi (“non invasivi” poiché non prevedono significative perturbazioni del suolo come scavi, buche o pozzi) si basano sui principi che descrivono il passaggio di corrente elettrica (e di impulsi elettromagnetici)  attraverso un mezzo: più una sostanza si lascia attraversare da portatori di carica, più essa viene definita conduttiva; viceversa essa è definita resistiva.  In particolare l’utilizzo del georadar permette di esplorare uno strato profondo analizzando le componenti dieletttriche del suolo. Spesso il declino della chioma dell’albero è legato alla decadenza dei segmenti fini dell’apparato radicale. Per tale motivo è indispensabile conoscere oltre alla situazione dell’apparato epigeo anche quello delle radici ed in modo particolare dei segmenti fini. Osservando attentamente le radici di dimensioni comprese tra 0,2 e 30 millimetri infatti si possono evidenziare anticipatamente le situazioni di degrado. La conformazione delle radici fornisce anche un’idea dello stato nutrizionale del terreno: la carenza di nutrienti, ad esempio comporta la formazione di radici con un minor diametro radicale; le radici fini (diametro < a 2 mm) sono fondamentali per l’assorbimento di acqua e nutrienti. Le stesse radici fini sono una delle principali vie attraverso la quale i fotosintetati vengono rilasciati nel suolo (Vogt, 1991).

Georesitivimetro 10 Canali ricevitori: La velocità di acquisizione lo rende ideale per configurazioni elettrodiche 3D e per misure di tipo time lapse.

Gli strumenti impiegati per l’esecuzione dei rilievi sono un georadar IDS Stream a 12 canali (600 MHz) e un georesistivimetro IRIS Syscal Pro.

(GPR – Ground Penetrating  Radar): si basa sull’analisi delle riflessioni di onde elettromagnetiche trasmesse nel terreno. Tale metodo fornisce, a partire da una profondità di pochi decimetri  fino al limite di alcuni metri, una “sezione” del terreno indagato dalla superficie.

Analisi dell’ apparato radicale di Platano spp. tramite utilizzo incrociato di georadar e georesistivimetro

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In questa sequenza si valutano i risultati di una analisi effettuata tramite l’utilizzo del georadar e del resistivimetro. Intorno alla base del platano è stata tracciata una griglia di 14 x 20 mt. Acquisendo i dati tramite il georadar in maniera interpolata grazie alla disposizione di 12 antenne schermate e trasportate da un carrello largo 1 mt è stato sufficiente eseguire la scansione lungo una sola direzione senza la necessità di dover incrociare l’analisi perpendicolarmente nel grigliato ricreato a terra. Gli impulsi elettromagnetici prodotti dalle antenne trasmittenti penetrano in profondità e nel momento che incontrano corpi differenti dal terreno vengono riflessi in superficie e rilevati dalle antenne riceventi. In questo modo è stato possibile avere una serie di immagini a profondità crescente relative alla disposizione spaziale delle radici.

Il secondo test è stato fatto tramite il georesitivimetro collegato a due cavi dipolo concentrici e disposti intorno al colletto a 3 e a 6 mt formando due quadrati. Il principio di analisi del sottosuolo vede la produzione di una serie di impulsi a diversa intensità distribuiti sui nodi (elettrodi) dei due cavi elettrici.

Tale procedimento (Tomografia geoelettrica 3D) è in grado di restituire più immagini a diverse profondità indagando la conduttività/resistività del terreno. Le radici rilasciano ioni con carica dielettriche diverse.  Se queste vengono sottoposte ad un campo elettromagnetico  sono  in grado di cambiare la loro polarità e restituire una risposta energetica che viene  registrata dallo strumento. Anche le molecole di acqua capillare presenti nel suolo hanno una loro polarità che cambia quanto viene perturbata da un campo elettromagnetico. Mentre il georadar restituisce più visioni planimetriche a diverse profondità il resitivimetro produce immagini di sezioni verticali.

I due metodi sono simili e confrontabili  e, soprattutto se utilizzati sinergicamente, restituiscono una analisi  approfondita della disposizione spaziale delle radici ma anche una fotografia dello stato fisiologico della attività di scambio dei soluti.

Bibliografia

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Zenone T, Morelli G, Teobaldelli M, Matteucci G, Seufert G Morelli. Analisi della struttura radicale su Populus x canadensis clone I 214 mediante utilizzo del Ground Penetrating Radar (GPR) come strumento d’indagine non invasiva: confronto fra metodologie dirette e indirette ,  Convegno della Società Italiana di Selvicoltura ed Ecologia Forestale, Torino,  2005

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