THEORY: Metal Detector, Oro e Prospecting…UPDATED!
Nell’introdurre il tema principale dell’articolo, per semplicità, iniziamo col distinguere quali possano essere i target d’oro rilevabili.
Possiamo facilmente distinguerli in OGGETTI NATURALI e OGGETTI ARTIFICIALI.
Tra i primi possono essere identificate ad esempio le pepite, le vene aurifere e i cosiddetti fiocchi d’oro, i secondi saranno tutti quegli oggetti creati dall’uomo con la lavorazione dell’oro (monete, gioielli etc).
Normalmente nel linguaggio gergale dei metal detectoristi, per definire la ricerca del primo tipo di target si preferisce usare il termine inglese PROSPECTING (in italiano PROSPEZIONE) che spesso ricorre tra le impostazioni di fabbrica di numerosi modelli di MD.
Quali sono le caratteristiche fisiche di questo prezioso metallo?
Innanzitutto, tra i metalli NON-FERROSI, è nota la sua sostanziale e assai famosa INOSSIDABILITA’. Oggetti d’oro sepolti per secoli e secoli possono essere riportati alla loro originale lucentezza con una semplice pulitina con spazzolino morbido e un panno per rimuovere le incrostazioni di terra.
In secondo luogo, sempre confrontandolo con gli altri metalli NON FERROSI, si può dire che sia, specie se confrontato con il Rame e con l’Argento, non proprio il migliore (sempre in termini relativi) dei CONDUTTORI ELETTRICI. Il suo uso nella componentistica elettronica e/o HIFI, oltre che dalla comunque buona conducibilità elettrica, è spesso giustificata dalla sua, come detto prima, inossidabilità e quindi dalla costanza nel tempo delle sue caratteristiche elettriche.
Alcuni altri elementi che potrebbero sembrare ovvi ma che invece rappresentano fattori ESSENZIALI per la ricerca con il MD dell’oro sono, per quanto riguarda i target aurei:
1) Forma
2) Dimensioni
3) Spessore
4) ESO-Purezza (PUREZZA ESTERNA – ovvero presenza di impurità organiche nella pepita naturale o ricoperture in rodio dei gioielli)
5) ENDO-Purezza (PUREZZA INTERNA – presenza di altri metalli miscelati nell’oggetto artificiale d’oro. Ad esempio il rame (oro rosso), argento (oro verde) o platino, palladio, nichel o zinco (oro bianco)
Dopo questa pallosissima ma doverosa introduzione (e lo so… so’ fatto così… me piace pijammela larga… :D) iniziamo ad affrontare l’argomento da un punto di vista più “metallaro”.
Innanzitutto voi sapete sicuramente che sul mercato ci sono dei metal specializzati per la ricerca dell’oro. Studiamoceli quindi un pochino meglio.
Di solito questi Metal sono caratterizzati da alcuni fattori comuni:
1) Lavorano a frequenze piuttosto alte… Di solito partono dai 15KHz in su e non è infrequente trovarne di funzionanti a 50KHz.
2) Dispongono di piastre di serie di tipo Doppia D
3) Hanno la possibilità di gestire il bilanciamento del terreno in modo manuale.
4) Modalità di ricerca NO-MOTION
Iniziamo a spiegare il perché di questi elementi di specializzazione:
a) FREQUENZE ALTE (>= 15KHz)
Come ho avuto modo di spiegare già nel mio blog, l’utilizzo di frequenze relativamente alte ha un duplice beneficio nella ricerca degli oggetti d’oro. Il primo è legato alla relazione che intercorre tra tipo di metallo cercato, appunto oro, ed efficienza discriminativa delle alte frequenze per certi tipi di materiali, il secondo è legato al fatto che, statisticamente, gli oggetti in oro, sia naturali che artificiali, siano di solito molto piccoli e/o piuttosto sottili.
L’efficienza discriminativa nell’impiego di alte frequenze premia la possibilità di distinguere meglio, ad esempio, i piccoli frammenti di stagnola dagli oggetti in oro.
Come scrissi in un mio articolo: “Se utilizzo un metaldetector che opera ad una frequenza medio-alta, tipo 15-18 KHz, la differenza del ritardo di fase tra la stagnola e l’oro sarà più marcata. Viceversa, utilizzando invece un modello che emette una frequenza bassa (3KHz) tenderanno ad essere molto vicine, quasi a coincidere. Si può ovviamente immaginare ciò cosa comporti. Con le alte frequenze si riesce a discriminare meglio tra stagnola e oro… con le basse invece, come si intuisce… non altrettanto bene se non addirittura non ci si riesce affatto…”
Per quanto invece riguarda la normale “piccolezza e sottigliezza” ecco un altro estratto da un mio articolo sull’argomento:
(OMISSIS)
Come molti già sanno, il nostro metal detector, tramite il passaggio di corrente alternata nella sua bobina “trasmittente”, produce un campo magnetico che si propaga sia sopra che sotto la piastra. Tralasciando la forma di questo campo magnetico e il suo legame con il tipo di piastra, ciò che ci interessa osservare è cosa accade quando questo campo magnetico, attraversando il terreno, incontra un oggetto metallico. Quando ciò accade, grazie alla legge di induzione di Faraday, all’interno dell’oggetto metallico si genera una corrente elettrica appunto INDOTTA dal campo magnetico. Questa corrente ha un strano e particolare andamento… Ruota in circolo…come in un gorgo d’acqua… Questa particolare corrente viene appunto chiamata CORRENTE EDDY (dalla parola inglese “eddy” che significa “vortice”.
(OMISSIS)
Ora, se la frequenza che utilizziamo sarà 3KHz, le correnti eddy indotte nell’oggetto di metallo dovranno, dato che si tratta di correnti alternate, cambiare direzione di percorrenza esattamente 3.000 volte al secondo. Se utilizziamo i 15KHz, ovviamente, questo “gira di qua-fermati-vai nell’altra direzione-riparti” e così via accadrà 15.000 volte in un secondo. Questi “STOP, GIRATI & GO!” continuativi sono i responsabili di un altro interessante effetto fisico descritto dal fisico russo Heinrich Lenz nella sua famosa legge. Questa legge (chi vuole può approfondire su internet o su un buon testo di fisica elettronica) ci dice che, nelle condizioni di alternanza di corrente eddy, si viene a creare un effetto elettrico di “auto-repulsione” che, in parole povere, spinge le correnti verso la superficie dell’oggetto metallico. Questo fenomeno prende il nome di SKIN EFFECT (Effetto 
“Pelle”). Secondo la Legge di Lenz, questo effetto è tanto maggiore quanto più alta è la frequenza e tanto più sottile l’oggetto. In altre parole, le correnti eddy di un oggetto sottile attraversato da un campo magnetico generato da una frequenza ALTA (15KHz), sono “PIU’ SUPERFICIALI” rispetto a quelle di un oggetto sottile ma attraversato da un campo magnetico generato da una frequenza BASSA (3KHz). Se guardiamo questi dati sperimentali ci renderemo immediatamente di cosa significhi.
In questa tabella si è esaminato un pezzo di rame investito da campo magnetico generato a varie frequenze e si è calcolata la Profondità dell’Effetto Pelle. Essa rappresenta la profondità in Micrometri in cui la corrente si “muove”. Minore è la profondità (o lo “spessore della pelle”), maggiore sarà la resistenza al passaggio di corrente e, di conseguenza (per quello che ci interessa) l’identificabilità del nostro oggetto.
| Frequenza | Profondità Effetto Pelle (SKIN EFFECT) (in μm) |
| 60 Hz | 8470 |
| 10 kHz | 660 |
| 100 kHz | 210 |
| 1 MHz | 66 |
| 10 MHz | 21 |
Guardate tra 10 KHz e 100KHz come lo spessore si sia ridotto di oltre 2/3!
Concludendo, come avrete già intuito è proprio questa legge della fisica che ci permette di usare le frequenze alte (nel caso del DFX – i 15KHz) con maggiore profitto nella ricerca di oggetti molto piccoli.”
(rif. http://www.amdtt.it/2009/11/24/dfx-oggetti-sottili-15khz-legge-di-lenz-e-skin-effect/ )
b) PIASTRE DOPPIA D + c) BILANCIAMENTO MANUALE DEL TERRENO
Raggruppo i punti b e c perché entrambi sottendono allo stesso fattore fondamentale: la gestione della mineralizzazione del terreno. Forse alcuni sanno già che, nella quasi totalità dei luoghi ove si può trovare il minerale aurifero allo stato naturale (pepite, fiocchi e vene) la mineralizzazione del terreno è solitamente piuttosto elevata a causa della presenza di sabbie nere ferrose. Onde gestire nel miglior modo possibile questo fattore di disturbo (in alcuni casi drammatico) alla ricerca, i metal dedicati alla ricerca dell’oro sono quasi sempre dotati di piastre Doppia D che, come è noto, sono le migliori in questo senso.
Ecco il solito estratto da un mio articolo riguardante le varie tipologie di piastre per VLF…
“
(OMISSIS) Le DoppiaD, inoltre, posseggono ulteriori vantaggi rispetto alle “OO” e alle altre tipologie di piastra. La zona di sovrapposizione risulta molto più lunga (in senso verticale) delle “OO” permettendo una copertura maggiore del terreno e, grazie alla peculiare conformazione, la forma del campo magnetico generato sarà più simile alla chiglia di una barca che non al un simil-cono tipico, ad esempio, delle Concentriche. Ciò, come molti sanno, può fare la differenza in termini di capacità di separazione ed identificazione dei target. Inoltre, come ho avuto molte volte occasione di ripetere, avendo un profilo più stretto, il volume di terra “pescato” sarà inferiore e gli eventuali disturbi legati alla mineralizzazione saranno maggiormente contenuti. (OMISSIS)”
(Rif. http://www.amdtt.it/2009/12/16/generic-introduzione-alle-piastre-per-vlf/)
Come si può leggere, il vantaggio ottenuto da questo tipo di piastre non è solo legato alla migliore gestione della mineralizzazione ma anche per la più precisa separazione dei target. Nel caso di ricerca di oro, dove le dimensioni sono davvero piccole, anche questo fattore può essere davvero determinante.
Parlando invece di Bilanciamento Manuale del terreno, possiamo ricordare che tale modalità di funzionamento, pur se a volte inevitabilmente meno precisa dei sistemi automatici (ma sicuramente molto meglio di quelli “fissi”, è lasciata all’intervento dell’operatore per motivi di flessibilità operativa e per gestire con successo alcune particolari tipologie di target.
Ricordiamo innanzitutto che il bilanciamento del terreno può assumere valori positivi o negativi rispetto al punto ideale di neutralizzazione. Questo punto è, in teoria, quello in cui il segnale riveniente dalla mineralizzazione del terreno è sostanzialmente azzerato. Perché allora permettere un leggero “sfasamento” positivo o negativo rispetto al punto ideale e non utilizzare un sistema totalmente automatico?
Come scrissi un po’ di tempo fa, “(Omissis) Può accadere però che, come ho già avuto modo di discutere in un vecchio articolo, target molto piccoli possano “sfuggire” al sistema di rilevamento del metal detector perché il segnale risulta troppo debole per “sfondare” la barriera di sensibilità impostata. Settando lo “sfasamento del bilanciamento” su valori leggermente positivi (+1 o +2) si fa si che il metal risulti “leggermente” più sensibile al terreno, aumentando di fatto l’ampiezza del segnale complessivamente rilevato (TERRENO MINERALIZZATO + EVENTUALI TARGET METALLICI). Va da se che, in questo caso, per target molto piccoli o
ve il segnale originale sarebbe stato troppo debole, si assiste ad una leggera amplificazione dello stesso che permette, in alcuni casi di “abbattere il muro” della sensibilità e dal luogo ad una segnalazione acustico/visiva. Viceversa, impostando valori leggermente negativi (-1 / -2) si permette al MD di gestire meglio le cosiddette HOT-ROCKS ovvero quelle pietre dotate di concentrazione anomala di mineralizzazione. Questo perché, il segnale complessivo indicato prima risulta più “smorzato” rispetto a quello del punto ideale e quindi è più facile che questi “piccoli picchi” di segnale spurio vengano contenuti meglio.(OMISSIS)”
(Adattato da: http://www.amdtt.it/2009/12/10/dfx-autotrac-e-condizioni-estreme-di-ricerca/)
d) Modalità di Ricerca NO-MOTION
Sono sicuro che quasi tutti avranno già intuito il motivo per questa scelta tecnica da parte dei progettisti di Metal per la ricerca dell’oro: garantire la massima sensibilità agli oggetti più piccoli. E’ risaputo infatti che la modalità MOTION risenta pesantemente, ovviamente se la confrontiamo alla NO-MOTION, di un grosso limite di granularità e sensitività nella manifestazione acustica della rilevazione effettuata.
In Modalità NO-MOTION sarà teoricamente possibile sentire anche i più piccoli “sussurri” emessi dalle piccole pepite o i minuscoli fiocchi d’oro. Non credo sia necessario utilizzare altre parole per descrivere l’evidente vantaggio operativo di questa modalità.
Per ora possiamo fermarci qui, anche per dare il tempo a tutti gli eventuali interessati di porre quesiti, critiche o suggerimenti.
Leonardo/”Bodhi3″
AMD Tech Team Director