GEOFISICA DI ESPLORAZIONE E GEOFISICA AMBIENTALE

Modulo GEOFISICA DI ESPLORAZIONE

Risultati di apprendimento del corso, declinati secondo i Descrittori di Dublino

A. Conoscenza e capacità di comprensione (Knowledge and understanding)

Lo studente apprenderà i principi fondamentali della geofisica applicata, con particolare attenzione alle metodologie utilizzate in diversi contesti geologici. Saranno approfondite le tecniche di sismica a riflessione, tomografia sismica, sismica in foro e tecniche di esplorazione sismica in ambiente marino, inclusi i campi di applicabilità e i limiti di ciascuna metodologia. Lo studente acquisirà competenze relative all'analisi delle onde superficiali (MASW, ReMi, HVSR) e all'uso del Ground Penetrating Radar (GPR), comprendendo come queste metodologie siano utilizzate per la caratterizzazione geofisica del sottosuolo e l'identificazione di strati geologici e proprietà meccaniche dei terreni.

B. Capacità di applicare conoscenza e comprensione (Applying knowledge and understanding)

Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite per la caratterizzazione del sottosuolo e la valutazione delle proprietà geofisiche in una varietà di contesti, inclusi ambienti urbani e marini. Sarà capace di condurre indagini sul campo utilizzando metodologie geofisiche appropriate al contesto specifico, elaborare i dati raccolti e interpretarli per la modellazione del sottosuolo. 

C. Autonomia di giudizio (Making judgements)

Lo studente sarà incoraggiato ad approfondire autonomamente i temi trattati e a eseguire relazioni sulle tecniche utilizzate e procedure di analisi dei dati geofisici. Attraverso il coinvolgimento in scenari pratici, lo studente sarà motivato a sviluppare un approccio autonomo nella valutazione delle metodologie geofisiche più adatte ai contesti specifici. Inoltre, sarà incentivato il confronto critico con i colleghi e il docente, permettendo allo studente di monitorare il proprio processo di apprendimento.  

D. Abilità comunicative (Communication skills)

La partecipazione attiva alle lezioni, lo studio del materiale didattico e la stesura di relazioni tecnico-scientifiche permetteranno allo studente di sviluppare la capacità di esprimere e argomentare con chiarezza e precisione, sia per iscritto che oralmente, riguardo alle metodologie adottate, alle procedure di analisi e ai risultati delle indagini geofisiche. Lo studente sarà in grado di utilizzare un linguaggio tecnico e scientifico accurato, adeguato al campo della geofisica applicata.

E. Capacità di apprendere (Learning skills)

Attraverso attività pratiche e la stesura di relazioni tecnico-scientifiche, lo studente sarà guidato nel miglioramento del proprio metodo di studio. Sarà in grado di affrontare in modo autonomo nuove tematiche relative alla geofisica in ambito urbano, identificando i prerequisiti necessari per comprendere nuovi strumenti e tecniche di analisi geofisica avanzata.

35 ore (5 CFU) di lezioni frontali, 12 ore (1CFU) di laboratorio.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof. Giorgio De Guidi.

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 a riflessione - Principi di base delle one sismiche, teoria e strumentazione. Survey, geometrie e configurazioni di acquisizione. Data processing: dromocrona delle onde riflesse; normal moveout; velocità rms; filtraggio; risoluzione orizzontale-verticale; deconvoluzione; stacking; migrazione; interpretazione. Applicabilità in aree urbane, in campagna e in ambiente marino. 

Tomografia Sismica - Principi di base e teoria. Strumentazione e survey, geometrie e configurazioni di acquisizione. Elaborazione dei dati.

Sismica in foro - Cross-hole test; Down-hole test; Up-hole test; campi di applicabilità.

Tecniche di esplorazione sismica 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).

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

Ground Penetrating Radar: il metodo GPR; teoria e applicazioni con particolare riferimento all’ingegneria, all’archeologia e ai beni culturali e all’ambito forense.

Cenni di Pericolosità e Rischio sismico - metodo Deterministico e Probabilistico per la valutazione della Pericolosità Sismica. Pericolosità sismica di base Pericolosità Sismica locale.

Risposta sismica locale e Microzonazione Sismica - Amplificazione sismica; Tecnica di Nakamura e rapporti spettrali (HVSR); casi applicativi. 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.

1.   M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore.

2.    J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell 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.

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