Descrizione delle attività

Il Laboratorio di Geofisica Applicata 1 si avvale di una dotazione strumentale per la caratterizzazione delle proprietà fisiche dei materiali terrestri attraverso la determinazione di parametri di tipo elettrico, elastico e termico, nonché delle loro variazioni al variare delle diverse proprietà fisico-strutturali dei materiali esaminati, quali porosità, fratturazione, grado di saturazione, umidità, etc.

In particolare, nel laboratorio si caratterizzano campioni di roccia, di suolo e di materiale da costruzione attraverso la determinazione dei seguenti parametri fisici: resistività elettrica, caricabilità, polarizzazione spontanea, velocità delle onde elastiche, temperatura. Le misure dei parametri elettrici ed elastici sono generalmente effettuate al variare del contenuto d'acqua, per la costruzione di curve caratteristiche dei parametri esaminati in funzione del grado di saturazione dei campioni o in funzione della specie e percentuale di elementi contaminanti del fluido utilizzato per la saturazione.

Le misure di microgeofisica su provini simulanti materiali murari sono generalmente realizzate mediante indagini 2D o 3D, per l'individuazione delle variazioni dei parametri resistività, potenziale spontaneo e velocità delle onde sismiche, e attraverso rilievi di termografia all'infrarosso termico, per la determinazione delle variazioni di temperatura della superficie dell'oggetto d'indagine. La definizione di tali variazioni consente di caratterizzare, attraverso opportuni processi di modellizzazione dei dati acquisiti, le cause endogene di degrado dei materiali (i.e. porosità, fessurazione, delaminazione, umidità, etc) in termini di profondità, geometria e natura delle sorgenti di anomalia.

Strumentazione in dotazione presso il Laboratorio:

• Georesistivimetro STING R1 IP (Advanced Geosciences, Inc.)
• Multimeter/Switch System KEITHLEY 2700 con scheda Multiplexer 20 Channels
• Generatore di tensione HP 6920B
• Voltmetro digitale MULTIMETER HP 34401A ad alta precisione (1mV) e risoluzione (0.0001%)
• Amperometro FLUKE 8840A ad alta precisione (1 mA) e risoluzione (0.005%)
• Generatore di impulsi ultrasonici CONTROLS E46
• Trasduttori con frequenza centrale di risonanza di 54 kHz e 150 kHz
• Oscilloscopio analogico HAMEG INSTRUMENTS HM 2005
• Convertitore analogico/digitale ad alta velocità PICO ADC-200
• Bilancia di precisione
• Forno per essiccamento campioni
• Campana di vetro per vuoto
• Pompa per vuoto
• Sistema per tomografie geoelettriche multielettrodo (con elettrodi ECG) per misure microgeofisiche
• Provini simulanti strutture architettoniche con difetti

Ricerca e didattica

Le prove messe a punto all’interno del laboratorio sono orientate allo sviluppo della ricerca in diversi campi della geofisica e della geologia applicata e servono in particolare allo studio dei fenomeni franosi e all’analisi della stabilità dei versanti, alla caratterizzazione degli acquiferi attraverso la definizione di relazioni funzionali tra parametri geofisici e idrogeologici, allo studio dei fenomeni di inquinamento di suoli e falde attraverso la definizione di relazioni funzionali tra parametri geofisici e natura e concentrazione di elementi inquinanti e all’individuazione delle cause endogene di degrado di strutture architettoniche di interesse ingegneristico e/o dei Beni Culturali.

Il laboratorio è anche utilizzato per le esercitazioni pratiche degli insegnamenti di Geofisica Applicata ed Esplorazione Geofisica con Metodi Elettromagnetici, e per lo svolgimento di attività di orientamento per studenti delle scuole superiori e di attività sperimentali relative allo sviluppo di Tesi di Laurea (triennali/magistrali) in Scienze Geologiche e di Tesi di Dottorato in Scienze della Terra, dell'Ambiente e delle Risorse.

Fase di depressurizzazione dei campioni (a) e di saturazione per risalita capillare (b).

Strumentazione per effettuare le misure di resistività (a) e di velocità delle onde P (b). (c) Forno per l'essiccamento dei campioni durante il ciclo di misurazioni.