Obiettivi formativi
Sviluppare competenze specifiche nel campo delle principali tecniche geofisiche attualmente in uso nei campi delle georisorse, dell'ingegneria, del rischio sismico ed idrogeologico e dell'ambiente.
Prerequisiti
Fisica, Matematica;
Contenuti dell'insegnamento
Sismica di esplorazione; tomografie di resistività;
Metodo radar.
Programma esteso
Metodi sismici
La teoria dell’elasticità
Le equazioni d’onda
Propagazione delle onde nei mezzi
Onde P ed onde S
Onde di superficie
Anisotropia
Divergenza geometrica, assorbimento, dispersione e diffrazione
Legge di Snell
Partizione dell’energia ad un interfaccia, equazioni di Zoepptriz e di Knott
Variazioni di ampiezza al variare dell’angolo di incidenza
Geometria delle onde sismiche
Le velocità sismiche
La registrazione sismica
Caratteristiche degli eventi sismici
Risoluzione verticale ed orizzontale
Caratteristiche del rumore sismico
Elementi di teoria del segnale (analisi delle sequenze temporali)
Il segnale digitale
Teorema del campionamento (fenomeni di aliasing temporale e spaziale)
Analisi e trasfomata di Fourier
Trasformata di Fourier multidimensionale
Autocorrelazione, crosscorrelazione
Deconvoluzione
La tomografia sismica (in attraversamento)
La tecnica a rifrazione
Progettazione del rilievo e modelli sintetici
Analisi ed elaborazione dei dati
Individuazione dei primi arrivi e definizione delle dromocrone
Tecniche di inversione (la tomografia a rifrazione)
La tecnica a riflessione ad alta risoluzione
Generazione di sismogrammi sintetici
Progettazione del rilievo ed acquisizione dei dati
Rilievi a copertura singola e multipla (profilaggio CMP)
Procedure di acquisizione di dati terrestri e dei dati marini
Cenni sull’elaborazione del dato a riflessione
Interpretazione geologica delle sezioni sismiche
Strumentazione
Amplificatori sismici
Cavi e geofoni ed idrofoni
Sorgenti sismiche (impulsive e vibrazionali)
Caratterizzazione sismica di un mezzo con le onde di Rayleigh
La tecnica SASW (Spectral Analysis of Surface Waves)
La tecnica MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves)
La tecnica ReMI ed HVSR
Cenni sull’acquisizione di misure sismiche in foro
Le tecniche dowhnole e crosshole
La tecnica VSP (Vertical Seismic Profiles)
Cenni sulla nuova normativa sismica italiana
Metodi elettrici
Il campo elettrico
Propagazione della corrente elettrica nei mezzi
La legge di Ohm
Linee isopotenziali
Densita’ di corrente e resistenza
Proprieta’ elettriche’ dei mezzi
Quadripoli di misura
Resistivita’ apparente e fattore geometrico
Parametri di Dar Zarrouck (Resistivita’ longitudinale e trasversale)
Resistivita’ dei terreni e delle rocce
Configurazioni quadripolari
Potenziali spontanei
Sondaggi elettrici verticali ed orizzontali
Elaborazione ed interpretazione dei sondaggi elettrici
Tomografie elettriche in corrente continua (ERT – Earth Resistivity Tomography)
Sequenze di misura e costruzione di pseudosezioni di resistivita’
Sensibilita’ di una configurazione multi-elettrodica
Tecniche di acquisizione dei dati
Rilievi roll-along ed a copertura multipla
Elaborazione ed inversione dei dati
Interpretazione delle sezioni di resistivita’
Procedure di acquisizione 3D
Teoria della caricabilita’
Polarizzazione indotta e mappe di caricabilita’
Strumentazione
Georestivimetri mono- e multi-canale con controllo centrale
Georestivimetri a nodi intelligenti
Elettrodi per rilievi terrestri ed acquatici
Metodi elettro-magnetici
Fenomeni elettrici e magnetici
Polarizzazione dielettrica
Conduzione elettrica
Magnetizzazione
Propagazione delle onde elettro-magnetiche nei mezzi
Equazione di Maxwell
Costanti di propagazione
Profondita’ di penetrazione (skin depth)
Partizione dell’energia ad un interfaccia
Parametri elettro-magnetici dei materiali naturali
Resistivita’ e conduttivita’ elettrica
Costante dielettrica
Permeabilita’ magnetica
Velocita’ di propagazione delle onde
La tecnica radar (GPR – Ground Probing Radar)
Il dispositivo radar – principi funzionali
Capacita’ del sistema radar
Le antenne
Risoluzione verticale ed orizzontale
Sistemi radar mono- e multi-antenna, sistemi multifrequenza
Acquisizione, elaborazione ed interpretazione di dati radar
Cenni sulle tecniche TDEM e FDEM
Bibliografia
1982, Norinelli: Elementi di Geofisica Applicata;
1995, Sheriff: Exploration Seismology;
1990, Telford, Geldart & Sheriff: Applied Geophysics;
Dispense del corso.
Metodi didattici
lezioni frontali, laboratori di analisi e misure di terreno;
Modalità verifica apprendimento
Compitini e esame finale
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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