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Insegnamento: Geofisica applicata (Offerta Formativa a.a. 2017/2018)

Corso di studio: SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE (D.M. 270/04)

CFU6
Moduli

Modulo: GEOFISICA APPLICATA
TAF: Caratterizzante; SSD: GEO/11; Ambito: Discipline geofisiche
Docenti: Diego AROSIO

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Propedeuticità obbligatorie
Modalità di accertamento del profitto Orale
Modalità di valutazione Voto
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Lingua di insegnamento

Italiano

Partizionamento studenti

Nessun partizionamento

Obiettivi

Obiettivo del Corso è fornire agli Studenti le nozioni di base per l’applicazione di tecniche di prospezione geofisica di superficie, con particolare attenzione alle indagini a bassa profondità (h<100m). Largo spazio è dato alla descrizione dei problemi che emergono nella progettazione e nella esecuzione delle campagne di indagine condotte utilizzando le diverse tecniche.

Prerequisiti

È opportuno che gli studenti abbiamo acquisito in precedenza conoscenze basilari relative a:
- Matematica: geometria euclidea e cartesiana, trigonometria, algebra lineare, numeri complessi, analisi matematica.
- Fisica: meccanica newtoniana, elettromagnetismo.
- Fisica terrestre: campo gravitazionale, campo magnetico, sismologia.
Per l'ammissione alla verifica finale del corso non è richiesta alcuna precedenza.

Contenuti

- Introduzione ai metodi di prospezione ed alle applicazioni per le scienze geologiche.
- Richiami di teoria dei segnali: Trasformata di Fourier, autocorrelazione e correlazione mutua, segnali analogici e digitali, campionamento, teorema di Nyquist.
- METODI SISMICI. Proprietà elastiche delle rocce. Onde elastiche. Sorgenti di onde sismiche: impulsive e a vibrazione. Sismografi, geofoni e idrofoni. Apparecchiature di registrazione. Stendimenti e procedure di acquisizione. Sismica a rifrazione: cenni sulle acquisizioni, picking dei primi arrivi, metodi reciproci. Sismica a riflessione: cenni sulle acquisizioni, recupero di ampiezza, correzioni dinamiche, stack, calibrazione con dati VSP. Metodo MASW: acquisizioni, elaborazione, inversione. Esempi di applicazione.
- METODI ELETTRICI: Proprietà elettriche delle rocce. Apparecchiature per la geoelettrica. Metodo dei potenziali spontanei. Misure di resistività. Metodo della polarizzazione indotta. Esempi di applicazione.
- METODI ELETTROMAGNETICI: Metodi di misura e apparecchiature: misure di direzione del campo, misure di conducibilità, metodo VLF-EM, metodo TDEM, metal detectors, metodo magneto-tellurico. Esempi di applicazione.
- GROUND PENETRATING RADAR (GPR): Onde elettromagnetiche. Velocità e assorbimento del segnale radar nei materiali. Strumentazione, antenne, sistemi ad array. Procedure di acquisizione. Esempi di applicazione.
- Esempi di applicazione integrata di metodi geofisici. Problemi di inquinamento, falde acquifere, costruzione di gallerie, ricerche archeologiche.

Metodi didattici

1. Lezioni Frontali 2. Esercitazioni in Campagna 3. Esercitazioni in Aula

Verifica dell'apprendimento

La verifica è volta a valutare il raggiungimento di un livello sufficiente delle conoscenze/competenze e delle abilità applicative relative ai risultati di apprendimento attesi (70%). Servirà inoltre a valutare complessivamente anche le competenze trasversali (30%): abilità comunicative, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento. La valutazione finale complessiva è espressa con votazione in trentesimi. La verifica si compone di una prova alla fine dell'insegnamento come di seguito specificato. La verifica consiste in una prova orale in cui il candidato dimostri di aver appreso le nozioni inerenti i principi fisici sottostanti alle metodologie geofisiche discusse durante le lezioni, potenzialità, criticità e limiti nelle applicazioni reali. La prova consiste di tre domande e ogni risposta del candidato è valutata con un punteggio da 0 a 10. Il voto finale si ottiene sommando i punteggi delle singole risposte. Verifica finale Tipologia: orale Modalità: la prova consiste di tre domande che possono essere di carattere generale o specifiche e vertono su tutti gli argomenti trattati durante il corso. La durata indicativa della prova è di circa 30 minuti. Argomenti trattati: metodologie sismiche, elettriche, elettromagnetiche e ground penetrating radar Cadenza temporale: la prova viene eseguita alla fine del corso Obbligatorietà: sì Lingua: italiano Criteri di valutazione: la prova intende valutare prevalentemente le conoscenze mnemoniche, la capacità di ragionamento e la capacità di applicazione delle conoscenze e secondariamente la chiarezza espositiva, le competenze trasversali e i collegamenti inter- e intra-disciplinari. Criteri di sufficienza: giudizio del docente su correttezza e completezza delle risposte Possibilità di visionare la prova in caso di non successo [feedback] e indicazioni sulle modalità di recupero e consigli sul processo di apprendimento: sì, a richiesta il docente fornirà indicazioni su come correggere o migliorare la prova

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente apprenderà le principali metodologie utilizzate per indagini non invasive nel campo della geofisica applicata. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: sviluppare abilità per una formulazione corretta di un problema di geofisica applicata, per una progettazione adeguata e un utilizzo consapevole degli strumenti hardware e software. Abilità di giudizio: interpretare le informazioni che derivano dall’acquisizione e dall’elaborazione di dati geofisici. Abilità di comunicazione: imparare il linguaggio scientifico per comunicare con chiarezza i risultati delle indagini geofisiche e per interagire in un contesto multidisciplinare. Capacità di apprendimento: sapere approfondire le tematiche trattate nel corso ed esportare le metodologie apprese a contesti di studio differenti

Testi

1. Raccolta di slide proiettate durante le lezioni.
2. Dispense fornite dal docente.
3. Kearey P., Brooks M., Hill I., 2002. An Introduction to Geophysical Exploration, 3rd Edition. Wiley-Blackwell, 272 pp.
4. Reynolds J.M., 2011. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, 2nd Edition. Wiley, 711 pp.
5. Telford W.M., Geldart L.P., Sheriff R.E., 1990. Applied Geophysics, 2nd Edition. Cambridge University Press, 792 pp.

Docenti

Diego AROSIO