Development and Application of a Generalized Model for Systematic Drift Error Correction in Applied Microgravity

Questo studio affronta la caratterizzazione degli errori sistematici nelle acquisizioni microgravimetriche, con particolare attenzione alla deviazione osservata durante l’utilizzo del gravimetro Scintrex CG-5 Autograv. Lo strumento dispone di correzioni interne pensate per funzionare in condizioni ambientali stabili, dove le lente variazioni gravitazionali possono essere considerate marginali. Tuttavia, nei rilievi industriali, caratterizzati da elevata variabilità geologica, ambientale e logistica, tali condizioni si presentano raramente. Per questo motivo, la correzione automatica dello strumento risulta spesso insufficiente. È stato quindi sviluppato un metodo dedicato per identificare e modellare le componenti temporali del drift, utilizzando un approccio quantitativo ad alta risoluzione, con l’obiettivo di definire un protocollo generalizzabile e validato in scenari reali. Tra il 2020 e il 2025 sono stati condotti otto rilievi gravimetrici in contesti complessi. Inizialmente facevano parte di progetti industriali con obiettivi specifici, senza intento metodologico di studiare il drift. Solo successivamente è emerso che in dataset acquisiti in condizioni eterogenee erano presenti deviazioni regolari, segnalando errori sistematici. Questo ha portato allo sviluppo di un metodo per caratterizzare e correggere il drift strumentale. Il metodo prevede misure ripetute nello stesso punto almeno quattro volte al giorno, pratica non standard in campo ma fondamentale per isolare componenti periodiche e costruire un modello armonico. I rilievi sono stati effettuati in diverse condizioni: aree urbane dense, terreni collinari irregolari, regioni montuose oltre 1000 m, aree insulari soggette a subsidenza e siti desertici. Le campagne hanno coperto un ampio spettro di latitudini, altitudini e climi. La microgravimetria è stata applicata per individuare sinkhole, analizzare anomalie di densità, esplorare risorse minerarie e supportare progettazioni infrastrutturali. L’applicazione del metodo in contesti così diversi ha permesso di confermare la coerenza e la robustezza della procedura e la ricorrenza dei pattern sistematici. La metodologia si distingue da approcci semplificati come fitting polinomiale o local smoothing. L’analisi ha evidenziato le principali frequenze periodiche del drift: 12 ore, 24 ore, 27 giorni e 54 giorni, corrispondenti ai cicli mareali terrestri e lunari, suggerendo una possibile modulazione astronomica. Frequenze analoghe sono state confermate in un esperimento controllato di 30 giorni in condizioni stabili con lo strumento fisso. Questo test ha validato i risultati e permesso un’analisi dettagliata delle componenti armoniche che influenzano le correzioni del drift. Il principale contributo del lavoro è una guida operativa per l’utilizzo del CG-5, che fornisce criteri chiari per gestire il drift in diverse condizioni ambientali, correggendo potenziali errori significativi nei dati finali. Il CG-5 è uno dei gravimetri più utilizzati in ambito industriale e scientifico, con oltre mille unità nel mondo. Questo lavoro colma una lacuna della letteratura offrendo un metodo affidabile e generalizzabile. Il progetto è stato sviluppato con rigore metodologico, mantenendo una forte connessione tra esperienza pratica e teoria, adattando il protocollo ai vincoli delle campagne microgravimetriche reali.