IdCLM24

Lingua Insegnamento:

ITALIANO
Testi di riferimento:

I seguenti testi in Inglese sono raccomandati (disponibili online):
* Fundamentals Of Geophysics, by William Lowrie, editor: Cambridge University Press. ISBN-13 978-0-511-35447-2; ISBN-10 0-511-35447-9
* An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, By John M. Reynolds; editor John Wiley & Sons, Ltd.; ISBN 978-0-471-48535-3 (hardback); 978-0-471-485360 (paperback)
Per coloro che possono leggere l'Italiano: Lezioni di geofisica applicata, di G. Santarato, N. Abu Zeid, e S. Bignardi. Editore Libreriauniversitaria.it, ISBN-10 : 8862926405, ISBN-13 : 978-8862926409
Obiettivi formativi:

Lo studente acquisirà familiarità con i principi matematici e fisici alla base dei metodi di indagine geofisica più diffusi nel contesto dei beni culturali. Comprenderà come questi metodi permettano di indagare il sottosuolo, le strutture solide o di individuare manufatti di valore storico, a diverse scale e in modo non invasivo. Imparerà come ciascun metodo geofisico sia sensibile a specifiche proprietà fisiche, sviluppando così la capacità di riconoscere il metodo più appropriato per ogni applicazione. Inoltre, apprenderà come elaborare ed estrarre informazioni da diversi tipi di dati utilizzando software open-source e come rappresentare i risultati attraverso visualizzazioni digitali tridimensionali.
Prerequisiti:

Capacita' di risolvere integrali in una dimensione. Capacita' di calcolare le derivate parziali di una funzione di piu' variabili. Capire cosa e' una equazione differenziale. Capacita' di programmazione in matlab o Python NON sono richieste, ma desiderabili.
Metodi didattici:

Lezioni frontali; Dimostrazione di esempi con dati simulati; Visualizzazione dati reali ed elaborazione degli stessi tramite software open-source;
Attivita’ di acquisizione dati sul campo (ERT, GPR, approcci basati sulla propagazione di onde elastiche).
Modalità di verifica dell'apprendimento:

L'esame consisterà in un colloquio orale che si concentrerà in modo approfondito su tre argomenti specifici. Tutti i dettagli sulla prova orale saranno forniti dal docente nel documento “regolamento d'esame”. La valutazione sarà espressa come frazione di 30.
Sostenibilità:
Altre Informazioni:

I metodi geofisici trovano ampio impiego nel settore dei beni culturali e ciascuna metodologia specifica può essere utilizzata per scopi differenti. Questo corso esplora le basi matematiche e l’implementazione/utilizzo pratico dei metodi che trovano larga applicazione in questo ambito. In particolare, per affrontare problematiche quali:

Localizzare e delineare muri, fondazioni, strade, tombe, fossati sepolti, ecc.

Valutare l’integrità di strutture storiche, muri, pavimenti e colonne.

Individuare vuoti sotterranei sotto o in prossimità del patrimonio costruito.

Valutare e monitorare l’ingresso di umidità, la migrazione di sali e il degrado dei materiali.

Rilevare elementi metallici sepolti o inglobati (monete, utensili, armature, ecc.).

In questo corso acquisiremo conoscenze sulla vasta gamma di metodi esistenti e approfondiremo i più diffusi. In particolare: Ground Penetrating Radar (GPR), Tomografia di Resistività Elettrica (ERT), Tomografia a onde P.

(1) Introduzione: Struttura, terminologia e flusso di lavoro caratterizzanti una indagine geofisica.
(2) Prerequisiti matematici:

Analisi e sintesi di segnali in dominio frequenza, teoria di Fourier. Convoluzione e Correlazione; Digitalizzazione di segnali analogici, Aliasing.

Basi teoriche dell' inversione dati. Inversione lineare; Regressione multiparametrica; Metodi di inversione globale stocastica. Metodi di inversione locale; Problemi mal posti e regolarizzazione.

(3) Metodi Elettromagnetici e loro classificazione:

Metodi E.M. a bassa frequenza; Elettromagnetismo nel dominio del tempo; Metodi E.M. ad alta frequenza.

Attivita’ specifica con il Ground Penetrating Radar (GPR): Aspetti Teorici del GPR, Acquisizione dati (attivita’ sul campo). Processing dei dati acquisiti con software open-source.

(4) Metodi Elettrici:

Tomografia della resistività elettrica (ERT); Polarizzazione indotta; Potenziali spontanei;

Attivita’ specifica con la ERT: Acquisizione dati (attivita’ sul campo). Processing dei dati acquisiti con software open-source.

(5) Metodi sismici:

Basi teoriche: Natura delle onde elastiche; classificazione dei modi di propagazione delle onde elastiche; Perdita di energia e divergenza sferica; Leggi di riflessione e rifrazione delle onde sismiche; Onde della testa; “Dromocrone” di onde riflesse e rifratte; Onde superficiali;

Sismica a rifrazione;

Tomografia sismica;

Sismica a riflessione;

Metodi alle onde superficiali: MASW; SPAC; HVSR;

(6) Modellazione e rendering 2D e 3D: Creazione/visualizzazione di modelli di sottosuolo digitali in 3D con software open-source.
(7) Metodo Gravimetrico:

Leggi della gravitazione; Modelli di gravità terrestre; Sferoide e Geoide; Strumenti per la misura della gravità ed esempi di dati gravimetrici; Calcolo ed interpretazione dell'anomalia gravimetrica; Filtraggio ed interpretazione di mappe gravimetriche; Anomalia della gravità da corpi di forma irregolare; Implementazione di un'indagine gravimetrica;

(8) Magnetismo:

leggi fisiche fondamentali; Proprietà magnetiche e comportamento magnetico dei solidi; Isteresi magnetica; Magnetizzazione residua; Campo magnetico di un dipolo; Il campo magnetico terrestre. Variazioni del campo magnetico terrestre;

Metodi e strumentazione per le misure magnetiche; Fonti di rumore; Esempi di rilievi magnetici.