Geofisica applicata
A.A. 2022/2023
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione: Conseguimento delle conoscenze di base relative ai principali metodi geofisici per l'esplorazione del sottosuolo ed ai principi fisici su cui questi metodi sono basati.
Risultati apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Le conoscenze acquisite permettono un approccio professionale nell'impostazione e nell'esecuzione di un'indagine geofisica volta a rispondere ai quesiti per cui è stata progettata.
Autonomia di giudizio: Lo studente è in grado di effettuare in modo autonomo un'analisi delle metodologie geofisiche applicabili per scopi esplorativi conoscendone i vantaggi e svantaggi e gli eventuali limiti.
Abilità comunicative: Lo studente è in grado di esporre in modo chiaro a terzi quali sono le tematiche inerenti la geofisica applicata i problemi e le possibili soluzioni; inoltre è in grado di interagire con gli esperti del settore.
Capacità di apprendere: Mettere lo studente nelle condizioni di apprendere in modo autonomo metodi che per motivi di tempo non possono essere affrontati durante le lezioni ed approfondire, sempre autonomamente, quelli trattati.
Autonomia di giudizio: Lo studente è in grado di effettuare in modo autonomo un'analisi delle metodologie geofisiche applicabili per scopi esplorativi conoscendone i vantaggi e svantaggi e gli eventuali limiti.
Abilità comunicative: Lo studente è in grado di esporre in modo chiaro a terzi quali sono le tematiche inerenti la geofisica applicata i problemi e le possibili soluzioni; inoltre è in grado di interagire con gli esperti del settore.
Capacità di apprendere: Mettere lo studente nelle condizioni di apprendere in modo autonomo metodi che per motivi di tempo non possono essere affrontati durante le lezioni ed approfondire, sempre autonomamente, quelli trattati.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
· Introduzione alla geofisica applicata: metodi, applicazioni e survey design.
· Prospezione geoelettrica: meccanismi di conduzione elettrica nelle rocce; legge di Ohm; legge di Archie; campo generato da un elettrodo puntiforme; quadripolo elettrico e resistività apparente; tipi di stendimenti. Sondaggi elettrici verticali; sondaggi elettrici orizzontali; tomografia elettrica dalla superficie (ERT); tomografia cross-borehole; misure in time-lapse e monitoraggio.
· Forward modelling e inversione di dati geofisici: cenni su tecniche di modelling e inversione; risoluzione dei parametri di inversione e modelli equivalenti; regolarizzazione di un'inversione.
· Potenziali spontanei: principi fisici, metodi di misura.
· Polarizzazione indotta: definizioni di polarizzabilità e principi fisici; misure nel dominio del tempo e della frequenza; modelli fenomenologici e inversione.
· Prospezione elettromagnetica: principi fisici del metodo; cenni agli strumenti e alla e procedure di acquisizione di dati TDEM e FDEM; Airborne EM.
· Prospezione gravimetrica: richiami al campo di gravità della Terra e alla densità dei terreni e delle rocce; procedure di misura e correzioni gravimetriche.
· Prospezione magnetica: richiami al campo magnetico terrestre e alle proprietà magnetiche dei minerali e delle rocce; strumenti e procedure di misura.
· Prospezione sismica: richiami alle caratteristiche delle onde di volume e superficiali; velocità delle onde nei terreni e nelle rocce. Sismica a rifrazione: dromocrone per strati orizzontali e inclinati; il metodo dei tempi intercetti e il metodo plus-minus (Generalised Reciprocal Method). Sismica a riflessione: principi, acquisizione, copertura multipla, realizzazione di una sezione stack. Multichannel analysis of surface waves (MASW) e Horizontal-to-vertical spectral ratio HVSR: principi e procedure di misura.
· Ground Penetrating Radar (GPR): permittività assoluta e relativa; coefficiente di riflessione e trasmissione per onde elettromagnetiche; funzione di direttività delle antenne; il radargramma.
Per ogni metodo analizzato saranno illustrati e discussi esempi di applicazioni reali. Per alcuni metodi (ad esempio i metodi elettrici ed elettromagnetici) saranno eseguiti processing e inversione di dati.
· Prospezione geoelettrica: meccanismi di conduzione elettrica nelle rocce; legge di Ohm; legge di Archie; campo generato da un elettrodo puntiforme; quadripolo elettrico e resistività apparente; tipi di stendimenti. Sondaggi elettrici verticali; sondaggi elettrici orizzontali; tomografia elettrica dalla superficie (ERT); tomografia cross-borehole; misure in time-lapse e monitoraggio.
· Forward modelling e inversione di dati geofisici: cenni su tecniche di modelling e inversione; risoluzione dei parametri di inversione e modelli equivalenti; regolarizzazione di un'inversione.
· Potenziali spontanei: principi fisici, metodi di misura.
· Polarizzazione indotta: definizioni di polarizzabilità e principi fisici; misure nel dominio del tempo e della frequenza; modelli fenomenologici e inversione.
· Prospezione elettromagnetica: principi fisici del metodo; cenni agli strumenti e alla e procedure di acquisizione di dati TDEM e FDEM; Airborne EM.
· Prospezione gravimetrica: richiami al campo di gravità della Terra e alla densità dei terreni e delle rocce; procedure di misura e correzioni gravimetriche.
· Prospezione magnetica: richiami al campo magnetico terrestre e alle proprietà magnetiche dei minerali e delle rocce; strumenti e procedure di misura.
· Prospezione sismica: richiami alle caratteristiche delle onde di volume e superficiali; velocità delle onde nei terreni e nelle rocce. Sismica a rifrazione: dromocrone per strati orizzontali e inclinati; il metodo dei tempi intercetti e il metodo plus-minus (Generalised Reciprocal Method). Sismica a riflessione: principi, acquisizione, copertura multipla, realizzazione di una sezione stack. Multichannel analysis of surface waves (MASW) e Horizontal-to-vertical spectral ratio HVSR: principi e procedure di misura.
· Ground Penetrating Radar (GPR): permittività assoluta e relativa; coefficiente di riflessione e trasmissione per onde elettromagnetiche; funzione di direttività delle antenne; il radargramma.
Per ogni metodo analizzato saranno illustrati e discussi esempi di applicazioni reali. Per alcuni metodi (ad esempio i metodi elettrici ed elettromagnetici) saranno eseguiti processing e inversione di dati.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisica e matematica
Metodi didattici
lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche
Materiale di riferimento
Reynolds, J.M., 2011, An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, Wiley.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
esame scritto e orale
Docente/i