Geofisica Applicata - GEO/11

CONTENUTI SCIENTIFICI

L'Area svolge la propria attività di ricerca nell'ambito della Geofisica applicata a problematiche ingegneristiche, ambientali, geologiche ed archeologiche sia in ambiente terrestre che acquatico, tramite la derivazione di nuove formulazioni teoriche, l’esecuzione di misure sperimentali, l'elaborazione e l'interpretazione dei dati e lo sviluppo di software dedicati.
In particolare, l’attività di ricerca è finalizzata a produrre: i) avanzamenti teorici nell’ambito dei meccanismi che governano la propagazione nel sottosuolo e nei materiali antropici di segnali geofisici di diversa natura (sismici, elettrici, elettromagnetici, magnetici etc.); ii) sperimentazioni in laboratorio e in sito di nuove metodologie/protocolli di indagine, per migliorare la capacità diagnostica dei metodi geofisici per le applicazioni suddette.

Per le sperimentazioni in sito, l’Area utilizza e sviluppa le seguenti tecniche d’indagine:
> Indagini sismiche di superficie:
   - Sismica a riflessione mono/multicanale ad onde P ed S
   - Sismica a rifrazione ad onde P ed S
   - Tomografia sismica ad onde P ed S
   - Indagini che impiegano le onde di superficie (MASW)
   - Misure di rumore sismico ambientale (HVSR)
   - Indagini batimetriche Single e Multi-Beam
> Indagini sismiche in foro:
   - Down-hole e Cross-hole ad onde P ed S
   - Tomografia in foro ad onde P ed S
   - Misure di attenuazione
> Indagini geoelettriche:
   - Tomografia elettrica di resistività (ERT)
   - Tomografia di Polarizzazione Indotta (IP)
> Indagini magnetiche/elettro-magnetiche:
   - Indagini magnetometriche differenziali
   - Indagini elettromagnetiche a bassa frequenza
   - Indagini georadar con sistema multi-antenna

LINEE DI RICERCA

Aspetti teorico-numerici:
- Inversione probabilistica di dati geofisici sismici ed elettrici (simulated annealing) [1]
- Inversione tomografica 2D e 3D di dati di resistività e polarizzazione indotta nel dominio del tempo e della frequenza [2]
- Tecniche di inversione innovative per la riduzione della non univocità della soluzione [3] e per l’analisi a posteriori dei modelli geofisici [4]
- Applicazione di tecniche di Machine Learning per l’interpretazione congiunta dei dati geofisici elettrici [5] (in corso)
- Modellazione full-decay dell’effetto IP e inversione multi-parametrica con modello Cole-Cole [6] (in corso)
- Derivazione analitica delle curve di dispersione delle onde di Rayleigh [7]
- Derivazione analitica della sensibilità della funzione di ellitticità delle onde di Rayleigh in un semispazio a strati piano-paralleli [8]
- Derivazione analitica dell’equazione per il potenziale elettrico in campo complesso in mezzi a geometrica cilindrica [9]

Studi sperimentali ed applicazioni:
- Applicazione integrata di metodi geofisici per lo studio di problematiche ingegneristiche in siti a rischio franosità [10] e per la valutazione della Risposta Sismica Locale [11]
- Confronto tra metodi per la determinazione in sito della velocità di propagazione delle onde di taglio (in foro e dalla superficie) [12]
- Utilizzo integrato di metodi elettrici e sismici attivi e passivi per l’individuazione di faglie in zona sismica a profondità significative [13]
- Utilizzo integrato di tecniche elettriche di resistività e polarizzazione indotta per la caratterizzazione di discariche di RSU [14]
- Indagini in laboratorio di Polarizzazione Indotta Spettrale (misure di resistività complessa a diverse frequenze) su modelli fisici 3D per il monitoraggio di siti contaminati [15] e di interventi di bonifica [16]
- Utilizzo di tecniche geofisiche integrate per la valutazione dell’integrità di dighe in esercizio [17] e di pavimentazioni aeroportuali [18]
- Metodi integrati per la ricerca di cavità, sia in ambiente urbano [19] che naturale (sink-holes) [20]
- Utilizzo di tecniche geofisiche integrate (tomografia sismica, tomografia elettrica, georadar) per la salvaguardia dei beni culturali [21] e per la diagnosi di edifici [22]
- Rilievi batimetrici Multibeam in ambiente acquatico ad alta risoluzione per la ricostruzione e caratterizzazione sedimentaria e batimetrica dei sedimenti dei fondali marino, fluviale e lacustre, la salvaguardia ambientale, la salvaguardia delle zone costiere e la tutela dell’habitat marino (in collaborazione con il CNR-IGAG) [23] (in corso)

Bibliografia:
1. Cercato M. (2011). 10.1111/j.1365-2478.2010.00922.x
2. De Donno G., Cardarelli E. (2017). 10.3997/1873-0604.2016037
3. Cercato M. (2009). 10.1111/j.1365-2478.2007.00719.x
4. Cardarelli E., De Donno G. (2019). B978-0-12-812429-1.00002-7
5. Piegari E., De Donno G., et al. (2022). 10.5194/egusphere-egu22-7503, 2022
6. De Donno G., Cercato M. (2022): under review
7. Cercato M. (2007). 10.1111/j.1365-246X.2007.03383.x
8. Cercato M. (2018). 10.1093/gji/ggx558
9. De Donno G. (2013). 10.1111/1365-2478.12013
10. Martino S., Cercato M., et al. (2020). 10.1016/j.enggeo.2019.105427
11. Cercato M., De Donno G., et al. (2020). 10.1016/j.enggeo.2019.105463
12. Cercato M. et al. (2010). 10.3997/1873-0604.2009053
13. Cercato M., De Donno G., et al. (2021). 10.1002/nsg.12147
14. De Donno G., Cardarelli E. (2017). 10.1016/j.wasman.2016.11.020
15. De Donno G., Cardarelli E. (2014). 10.3997/1873-0604.2014016
16. Cercato M., De Donno G. (2020). 10.1016/j.jappgeo.2020.103980
17. Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. (2014). 10.1016/j.jappgeo.2014.04.007
18. Orlando L., Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. (2017). 10.1016/j.jappgeo.2016.11.024
19. Cardarelli E., Cercato M., et al. (2010). 10.1111/j.1365-2478.2009.00854.x
20. Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. et al. (2014). 10.3997/1873-0604.2013051
21. Orlando L., Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. (2015). 10.1002/arp.1509
22. De Donno G., et al. (2017). 10.1016/j.conbuildmat.2017.06.112
23. Rende S.F., Bosman A., et al. (2020). 10.3390/JMSE8090647

GRUPPI DI RICERCA, COORDINAMENTO E PARTECIPAZIONE A PROGETTI DI RICERCA NAZIONALI ED INTERNAZIONALI
COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE

TESTO DA INSERIRE

LABORATORI
ALTRE ATTIVITÁ

L’Area svolge le seguenti attività in convenzione/conto terzi, rivolte ad enti pubblici e privati:
- Esplorazione del sottosuolo con tecniche geofisiche (determinazione della geometria e dell’assetto geologico e stratigrafico).
- Verifica e controllo di infrastrutture e opere d’ingegneria civile: indagini non invasive su strutture e infrastrutture (gallerie, dighe, viadotti, edifici etc.)
- Caratterizzazione dinamica dei terreni, determinazione della VSeq (ai sensi delle Norme Tecniche sulle Costruzioni)
- Definizione della Risposta sismica Locale (studi di Microzonazione Sismica)
- Indagini ambientali su siti contaminati, discariche controllate e non, monitoraggio ambientale.
- Indagini per la caratterizzazione dei sedimenti in ambiente acquatico (mare, fiumi, laghi)
- Indagini archeologiche non invasive
- Mappatura di sottoservizi
- Sviluppo di algoritmi e software per l'interpretazione di dati geofisici
- Consulenza per l’esecuzione di indagini geofisiche
- Controllo della qualità e validazione di dati geofisici
- Servizio di elaborazione ed interpretazione dati
- Attività di Formazione e aggiornamento per professionisti e personale di Enti e Amministrazioni pubbliche

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