Electrical, electromagnetic and gravimetric methods for environment and exploration
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Knowledge and understanding: learn the basic knowledge of potential field methods; acquire the terminology pertinent to electric, magnetic, electromagnetic and gravimetric methods; learn how to implement simple scripts for data processing and visualization.
Applying knowledge and understanding: the acquired knowledge allows to approach correctly the design and the implementation of a geophysical survey carried out with potential field methods, to give the answer to a problem in the field of applied geophysics; furthermore, the student acquires the skills to implement simple scripts for processing and visualization of geophysical data and to use complex inversion software.
Applying knowledge and understanding: the acquired knowledge allows to approach correctly the design and the implementation of a geophysical survey carried out with potential field methods, to give the answer to a problem in the field of applied geophysics; furthermore, the student acquires the skills to implement simple scripts for processing and visualization of geophysical data and to use complex inversion software.
Risultati apprendimento attesi
Making judgements: the student is able to evaluate autonomously the potential-field geophysical methodologies that can be applied for exploration purposes, knowing the advantages, the disadvantages and the limitations.
Communication skills: the student is able to clearly communicate the topics of potential-field geophysical methods, the difficulties encountered in the application of the different methodologies and the possible solutions. He/she is able to interact with the experts in this field.
Learning skills: Give the student the ability to learn autonomously topics that can not be dealt with during the lessons due to the limited time available, and also give him/her the ability to deepen the ones discussed.
Communication skills: the student is able to clearly communicate the topics of potential-field geophysical methods, the difficulties encountered in the application of the different methodologies and the possible solutions. He/she is able to interact with the experts in this field.
Learning skills: Give the student the ability to learn autonomously topics that can not be dealt with during the lessons due to the limited time available, and also give him/her the ability to deepen the ones discussed.
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
· Prospezione elettrica: meccanismi della conduzione elettrica nelle rocce; legge di Ohm; legge di Archie; campo elettrico generato da una carica puntiforme; quadrupolo elettrico e resistività apparente; stendimenti; Sondaggi Elettrici Verticali; Sondaggi elettrici Orizzontali; Tomografie Elettrica di Resistività; Tomografia cross-borehole; misure e monitoraggio time-lapse.
· Modellazione diretta ed inversione di dati geofisici: breve introduzione alle tecnice di modellazione diretta e di inversione; risoluzione dei parametri di inversione ed equivalenze; regolarizzazione.
· Polarizzazione Indotta: definizione e principi fisici, resistività dispersiva e modelli fenomenologici; misure galvaniche time-domain e frequency-domain.
· Prospezione elettromagnetica: principi fisici; strumentazione e procedure di acquisizione di dati elettromagnetici nel dominio del tempo (TDEM) e della frequenza (FDEM); Airborne EM; polarizzazione indotta in dati EM.
· Risonanza magetica nucleare: principi fisici, strumentazione e procedure di acquisizione.
· Prospezione gravimetrica: campo gravitazionale della Terra e densità di suoli e rocce; procedure di misura e correzioni gravimetriche.
· Prospezione magnetica: campo magnetico della Terra e proprietà magnetiche di minerali e rocce; strumenti e procedure di misura.
· Modellazione diretta ed inversione di dati geofisici: breve introduzione alle tecnice di modellazione diretta e di inversione; risoluzione dei parametri di inversione ed equivalenze; regolarizzazione.
· Polarizzazione Indotta: definizione e principi fisici, resistività dispersiva e modelli fenomenologici; misure galvaniche time-domain e frequency-domain.
· Prospezione elettromagnetica: principi fisici; strumentazione e procedure di acquisizione di dati elettromagnetici nel dominio del tempo (TDEM) e della frequenza (FDEM); Airborne EM; polarizzazione indotta in dati EM.
· Risonanza magetica nucleare: principi fisici, strumentazione e procedure di acquisizione.
· Prospezione gravimetrica: campo gravitazionale della Terra e densità di suoli e rocce; procedure di misura e correzioni gravimetriche.
· Prospezione magnetica: campo magnetico della Terra e proprietà magnetiche di minerali e rocce; strumenti e procedure di misura.
Prerequisiti
Fisica: conoscenza di meccanica ed elettromagnetismo. Matematica: equaziioni differenziali, numeri complessi, analisi di Fourier.
Metodi didattici
Lezioni di teoria; esercitazioni pratiche in python/matlab, con implementazione di semplici script di processing/visualizzaizone, ed uso di software complessi per il processing/inversione di dati
Materiale di riferimento
· Reynolds, J.M., 2011, An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, Wiley.
· Siemon B., Christiansen A.V., Lykke-andersen H., Jørgensen F., Dietrich P., Auken E., Jimenez M.A., 2006, Groundwater Geophysics: A Tool for Hydrogeology, 2nd edition, Springer
· Binley, A. and Slater L., 2020, Resistivity and induced polarization: Theory and applications to the near-surface earth. Cambridge University Press.
· Siemon B., Christiansen A.V., Lykke-andersen H., Jørgensen F., Dietrich P., Auken E., Jimenez M.A., 2006, Groundwater Geophysics: A Tool for Hydrogeology, 2nd edition, Springer
· Binley, A. and Slater L., 2020, Resistivity and induced polarization: Theory and applications to the near-surface earth. Cambridge University Press.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Esame orale ed esercizi obbligatori durante il corso (consisistenti nello sviluppo di script di processing/visualizzazione e nel processing/inversione di dati)
GEO/11 - GEOFISICA APPLICATA - CFU: 6
Esercitazioni pratiche con elementi di teoria: 24 ore
Lezioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Docenti:
Fiandaca Gianluca, Giudici Mauro
Docente/i
Ricevimento:
Qualunque ora, previo appuntamento telefonico o per posta elettronica
via Botticelli 23