GEOFISICA DI ESPLORAZIONE E GEOFISICA AMBIENTALEModulo GEOFISICA DI ESPLORAZIONE
Anno accademico 2023/2024 - Docente: CLAUDIA PIRROTTARisultati di apprendimento attesi
Il corso mira a fornire agli studenti una comprensione approfondita dei principi geofisici e delle tecniche avanzate per l'esplorazione del sottosuolo, il monitoraggio ambientale, il monitoraggio strutturale degli edifici, con particolare enfasi sul contesto dei beni culturali. Gli studenti acquisiranno conoscenze sulle principali tecniche di esplorazione geofisica, svilupperanno competenze nell'acquisizione e nell'interpretazione dei dati geofisici, al fine della caratterizzazione della struttura del sottosuolo, della valutazione dei rischi geologici e del monitoraggio strutturale degli edifici
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
35 ore (5 CFU) di lezioni frontali, 12 ore (1CFU) di laboratorio.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus
Prerequisiti richiesti
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
Introduzione: introduzione alle metodologie geofisiche utilizzabili in aree urbane, in campagna e in ambito marino e relativa progettazione di una campagna di acquisizione geofisica: campi di applicabilità, limiti e potenzialità delle principali metodologie geofisiche trattate.
Sismica: Sismica a riflessione: cenni di teoria; strato orizzontale e dromocrona delle onde riflesse; normal moveout; strati orizzontali e velocità rms; riflessioni multiple; survey e risoluzione orizzontale-verticale; data processing; interpretazione; applicabilità in aree urbane, in campagna e in ambiente marino. Tomografia Sismica.
Sismica in
foro: Cross-hole test; Down-hole test; Up-hole test; campi di applicabilità.
Tecniche di Sismica attiva e passiva per l’analisi delle onde Superficiali: teoria delle onde superficiali; tecnica Masw; Refraction Microtremor analysis ReMi; Tecnica di Nakamura e rapporti spettrali (HVSR); casi applicativi; analisi HVSR; Acquisizione e analisi di misure vibrazionali per il monitoraggio di edifici di interesse storico, artistico e monumentale, all'interno di progetti PNRR
Cenni alle tecniche di esplorazione in ambiente marino: sismica profonda con sorgenti di tipo monocanale ad alta risoluzione (Sparker) e di tipo multicanale ad alta penetrazione (Air Gun); metodi acustici ad altissima frequenza (Side Scan Sonar e Multibeam) e ad alta frequenza (Sub -Bottom Chirp).
Metodi Elettrici: casi applicativi di indagini in campagna, in aree urbane, in contesti archeologici ed ingegneristici.
Cenni di Microzonazione Sismica: Microzonazione Sismica; geologia locale e valutazione delle condizioni del terreno; effetti di sito; effetti dovuti a eterogeneità, presenza di irregolarità geometriche e topografiche, presenza di strutture tettoniche e cavità.
Ground Penetrating Radar: il metodo GPR; teoria e applicazioni con particolare riferimento all’ingegneria, all’archeologia e ai beni culturali e all’ambito forense.
Il metodo Magnetico: concetti di base del geomagnetismo; rilievo magnetico; interpretazione; applicabilità al contesto dell’esplorazione mineraria; osservazione di strutture sepolte e valli sepolte.
Il metodo Gravimetrico: concetti di base della gravimetria; rilievo gravimetrico; correzioni alle osservazioni di gravità; metodi di interpretazione; applicabilità al contesto ingegneristico, archeologico, dell’esplorazione mineraria e petrolifera, del monitoraggio di vulcani; individuazione di cavità e strutture sepolte.Testi di riferimento
1. M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore.
3. Gruppo di Lavoro, Linee guida per le buone pratiche dell'analisi delle onde superficiali, 135 pp. CNR Edizioni, 2021.
4. Gruppo di lavoro MS, 2008. Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica. Conferenza delle Regioni e delle Province autonome - Dipartimento della protezione civile, Roma, 3 vol. e Dvd.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Introduzione: introduzione alle metodologie geofisiche utilizzabili in aree urbane, in campagna e in ambito marino e relativa progettazione di una campagna di acquisizione geofisica: campi di applicabilità, limiti e potenzialità delle principali metodologie geofisiche trattate. | DISPENSE |
| 2 | Sismica a riflessione: cenni di teoria; strato orizzontale e dromocrona delle onde riflesse; normal moveout; strati orizzontali e velocità rms; riflessioni multiple; survey e risoluzione orizzontale-verticale; data processing; interpretazione; applicabilità in aree urbane, in campagna e in ambiente marino. | M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore.J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell Editore |
| 3 | Cenni alle tecniche di esplorazione in ambiente marino: sismica profonda con sorgenti di tipo monocanale ad alta risoluzione (Sparker) e di tipo multicanale ad alta penetrazione (Air Gun); metodi acustici ad altissima frequenza (Side Scan Sonar e Multibeam) e ad alta frequenza (Sub -Bottom Chirp). | DISPENSE |
| 4 | Sismica in foro: Cross-hole test; Down-hole test; Up-hole test; campi di applicabilità. | M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore. |
| 5 | Sismica passiva: teoria e analisi delle onde superficiali; tecnica Masw; Tomografia Sismica; Refraction Microtremor analysis ReMi; Tecnica di Nakamura e rapporti spettrali (HVSR); casi applicativi;analisi HVSR; Acquisizione e analisi di misure vibrazionali per il monitoraggio di edifici di interesse storico, artistico e monumentale, all'interno di progetti PNRR | M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore.Gruppo di Lavoro, Linee guida per le buone pratiche dell'analisi delle onde superficiali, 135 pp. CNR Edizioni, 2021. |
| 6 | Metodi Elettrici: casi applicativi di indagini in campagna, in aree urbane, in contesti archeologici ed ingegneristici. | M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore.J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell Editore |
| 7 | Cenni di Microzonazione Sismica: Microzonazione Sismica; geologia locale e valutazione delle condizioni del terreno; effetti di sito; effetti dovuti a eterogeneità, presenza di irregolarità geometriche e topografiche, presenza di strutture tettoniche e cavità. | Gruppo di lavoro MS, 2008. Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica. Conferenza delle Regioni e delle Province autonome - Dipartimento della protezione civile, Roma, 3 vol. e Dvd.M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore. |
| 8 | Ground Penetrating Radar: il metodo GPR; teoria e applicazioni con particolare riferimento all’ingegneria, all’archeologia e ai beni culturali e all’ambito forense. | J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell Editore.M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore. |
| 9 | Il metodo Magnetico: concetti di base del geomagnetismo; rilievo magnetico; interpretazione; applicabilità al contesto dell’esplorazione mineraria; osservazione di strutture sepolte e valli sepolte. | J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell EditoreM. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore. |
| 10 | Il metodo Gravimetrico: concetti di base della gravimetria; rilievo gravimetrico; correzioni alle osservazioni di gravità; metodi di interpretazione; applicabilità al contesto ingegneristico, archeologico, dell’esplorazione mineraria e petrolifera, del monitoraggio di vulcani; individuazione di cavità e strutture sepolte. | J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell Editore |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Quali sono le analogie e le differenze tra i diversi metodi sismici di esplorazione?
Illustra la Tecnica di Nakamura o dei rapporti spettrali (HVSR).
Illustra i principali step del data processing in un survey di sismica a riflessione.
Illustra le principali tecniche di esplorazione in ambiente marino, differenziandole per efficacia e applicabilità.
Descrivi le tecniche di sismica in foro.
Qual è la differenza tra sismica attiva e passiva? quali sono i principali punti di forza e di debolezza delle varie tecniche di sismica attiva e passiva?
Da cosa dipende la profondità massima investigabile con un profilo geofisico?
Cos'è il Ground Penetrating Radar? Quali sono i campi di applicabilità?
Illustra in cosa consistono le tecniche MASW e ReMi
In cosa consiste il metodo Magnetico?
In cosa consiste il metodo Gravimetrico?