OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Lo scopo del corso è duplice. 1) presentare le principali proprietà fisiche delle rocce che sono di interesse nelle indagini geofisiche, nella progettazione di sistemi geotermici a bassa entalpia e nello studio della radioattività naturale e il suo impatto nella pianificazione ambientale, 2) approfondire alcuni metodi di geofisica applicata (specialmente il metodo gravimetrico) e le tecniche di analisi e di signal processing di uso comune nell'esplorazione geofisica poco profonda.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione alle attività formative previste (lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio e sul terreno) consentirà allo studente di acquisire le conoscenze generali sulla petrofisica, informazioni di base sulle risorse energetiche rinnovabili e sistemi per lo sfruttamento dell’energia geotermica a bassa profondità, la radioattività naturale, utili per affrontare studi e attività professionali nel campo delle scienze della Terra e dell’ambiente e nella professione di geologo.

Nello specifico lo studente sarà in grado di:

• conoscere e descrivere le principali proprietà petrofisiche;
• identificare i parametri fisici di interesse nei diversi metodi geofisici;
• classificare le tipologie di risorse energetiche rinnovabili
• descrivere i principi base di funzionamento dei sistemi per l’estrazione calore geotermico a bassa profondità;
• interpretare i risultati delle prove in situ per la valutazione delle proprietà termo fisiche
• comprendere le problematiche legate alla radioattività naturale
• descrivere le tecniche per la quantificazione delle radiazioni ionizzanti

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell’insegnamento sono necessarie conoscenze di base di Geofisica Applicata o Geofisica Ambientale, Geologia applicata e Idrogeologia.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni frontali, esercitazioni teorico-pratiche in laboratorio e di terreno. Essendo previste attività per l’applicazione delle conoscenze metodologiche e teoriche acquisite, la frequenza alle esercitazioni di laboratorio e terreno  è fortemente consigliata.

Le lezioni frontali in aula sono erogate mediante presentazioni multimediali.

Le esercitazioni di laboratorio e di terreno sono mirate all’applicazione pratica delle conoscenze teoriche acquisite durante le lezioni frontali. In particolare saranno sviluppati:

• esercitazioni con strumentazione per la misura delle radiazioni ionizzanti
• visite a impianti geotermici a bassa entalpia in fase di realizzazione o in opera

Le esercitazioni di laboratorio si svolgono presso il laboratorio di Geofisica Sperimentale e Radiometria del DISTAV.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Parte 1 – Proprietà fisiche delle rocce
Porosità, permeabilità, densità
Proprietà termiche e radioattività naturale
Proprietà elettriche

Parte 2– Indagini geofisiche per sistemi a pompa di calore geotermica (GHP)
Trasmissione di calore nel sottosuolo
Equazioni generali della conduzione e della convezione
Influenza della falda nel trasporto di calore
Sonde geotermiche e prove in foro: risposta termica del terreno, resistenza termica

Parte 3 – Radiazioni ionizzanti e misure radiometriche
Equilibrio secolare radioattivo e spettrometria gamma
Contributo dei radioisotopi naturali alla dose assorbita.
Concentrazione e flusso di radon in relazione al contesto geologico

Parte 4 - Analisi del segnale
Segnali geofisici. Conversione analogico-digitale.
I segnali nel dominio delle frequenze: la Trasformata di Fourier Discreta.
Convoluzione, correlazione, coerenza, potenza.
Modelli e parametri geofisici.

Parte 5 - Metodi elettromagnetici
Le equazioni di Maxwell. L'approssimazione quasi stazionaria: equazioni di Helmholtz.
Metodi elettromagnetici a bassa frequenza. Metodi passivi. Teoria e pratica dei metodi magnetotellurico (MT) e magnetovariazionale (GDS).
Metodi attivi. Teoria e pratica dei metodi TDEM e FDEM.
Metodi elettromagnetici ad alta frequenza: il metodo GPR

Parte 6 - Esercitazioni
Simulazione tramite software di segnali MT, TDEM, FDEM e GPR per modelli assegnati
Acquisizione dati in campagna
Elaborazione dei dati acquisiti

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le slides utilizzate durante le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su AulaWeb al termine di ogni ciclo di lezioni/esercitazioni di laboratorio.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DANIELE SPALLAROSSA (Presidente)

MASSIMO VERDOYA (Presidente)

EGIDIO ARMADILLO

GABRIELE FERRETTI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Per inizio lezioni ed orari  si prega di consultare il seguente link:

http://www.distav.unige.it/ccsgeo/orario-lezioni

Orari delle lezioni

COMPLEMENTI DI GEOFISICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una presentazione orale mediante l’ausilio di slides di una ricerca compilativa o sperimentale su un argomento scelta dallo studente, con l’ausilio del docente. La ricerca deve essere un approfondimento di uno dei temi trattati nelle lezioni o che colleghi argomenti trattati nell’insegnamento.

Saranno disponibili 2 appelli nella sessione invernale (gennaio-febbraio) e 3 appelli nella sessione estiva (giugno, luglio, settembre).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento richiesto per ogni argomento saranno forniti nel corso delle lezioni.

L’esame avrà lo scopo di valutare se lo studente ha raggiunto un livello adeguato di conoscenze, se ha acquisito la capacità di richiamare le nozioni teoriche e di sviluppare gli argomenti, se ha acquisito una terminologia tecnico scientifica corretta ed è in grado di esporre gli argomenti in modo chiaro e sintetico.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

La frequenza costante e regolare alle lezioni e alle correlate esercitazioni di laboratorio è fortemente consigliata.