Electrical, electromagnetic and gravimetric methods for environment and exploration
A.A. 2022/2023
Learning objectives
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.
Expected learning outcomes
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 non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Course syllabus and organization
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
Professor(s)
Ricevimento:
Qualunque ora, previo appuntamento telefonico o per posta elettronica
via Botticelli 23