Laboratorio di Geofisica e Geofisica Applicata : Tesi

All'interno del laboratorio vengono svolte tesi relative ai percorsi formativi di Laurea, Master e Dottorato di ricerca. Gli studenti partecipano attivamente alla vita del laboratorio fin dall'inizio della loro attività di tesi, sviluppando i temi di ricerca nell'ambito della Geofisica Applicata. Per lo sviluppo di Tesi di Laurea e Master, il Laboratorio di Geofisica del CGT collabora con tutti gli altri Laboratori del Centro di GeoTecnologie.

In particolare, le tesi si inseriscono all'interno dei seguenti percorsi formativi:

 

Laurea specialistica in Geologia Applicata

La Paleofrana di Aulla: uno studio comparato dei modelli geologici, geomorfologici e di resistività.
Tesista: Italo Di Giovanni - A.A. 2006-2007
Relatore: Luigi Carmignani

Corelatori: Fabio Mantovani - Sergio Mancini

L’area oggetto di studio del presente lavoro di tesi è situata sul versante nord-orientale del Monte Croce del Bastione nel comune di Podenzana (provincia di Massa-Carrara). Il versante è stato interessato da fenomeni di dissesto profondo, determinati da paleofrane, la cui origine ed evoluzione temporale è a tutt’oggi oggetto di ricerca: la tesi ha l’obiettivo di integrare le attuali conoscenze geologiche e geomorfologiche sulla “Paleofrana di Aulla” con modelli di resistività ottenuti da un’estensiva campagna di acquisizione.

Per il raggiungimento di questa finalità è stato seguito un approccio multidisciplinare costituito da successive fasi di indagine: l’area di studio è stata inquadrata nei suoi caratteri geografici, idrologici, geologici e geomorfologici, tramite la raccolta e l’elaborazione di dati pregressi, l’analisi stereoscopica di foto aeree e tramite un rilevamento di campagna di dettaglio. Alla luce delle indicazioni emerse, sono state effettuate le indagini geofisiche, con l’obiettivo di creare dei modelli di resistività di dettaglio e dell’intero corpo della Paleofrana di Aulla.

I modelli 2D sono stati ottenuti da 17 stendimenti geoelettrici, effettuati con metodi quadripolari tipo Wenner e Schlumberger, tramite la strumentazione Terrameter SAS1000 ABEM (georesistivimetro monocanale a 64 elettrodi in dotazione al Laboratorio di Geofisica e Geofisica Applicata del Centro di GeoTecnologie). Questi stendimenti sono stati disposti, con una maglia regolare di 30 m, sia trasversalmente che longitudinalmente rispetto alla direzione del versante, per una lunghezza di 320 m; ciò ha permesso di elaborare un modello 3D dell’area di studio, utile per la definizione e la localizzazione di eventuali linee di debolezza e probabili falde idriche sia superficiali che profonde. Per poter creare modelli di resistività su  grande scala della Paleofrana, sono stati realizzati 8 stendimenti geoelettrici, con metodi Wenner e Schlumberger, disposti longitudinalmente rispetto alla direzione del versante per una lunghezza complessiva di 1200 metri. Tutte le informazioni sono state implementate in un ambiente GIS ed è stato sviluppato un progetto cartografico digitale di dettaglio, con diversi strati informativi di grande dettaglio, basato sul software ArcGis.

I modelli di resistività 2D e 3D integrati con le informazioni geologiche e geomorfologiche hanno permesso di connotare la geometria dell’intero corpo della paleofrana ed è stato possibile inquadrare con maggior dettaglio le ipotesi evolutive geologiche e geomorfologiche che hanno contraddistinto questo versante.

 

Studio di modelli di resistività finalizzati alla caratterizzazione di un acquifero in località Bassa (Cerreto Guidi-Firenze)

Tesista: Catia Salvatori - A.A. 2007-2008

Relatore: Fabio Mantovani

Co-relatore: Claudio Rossi

 

Il presente progetto di tesi si è posto l’obiettivo di fornire indicazioni circa l’assetto idrogeologico del campo pozzi del Comune di Cerreto Guidi (Firenze), situato in località Bassa nel Valdarno Inferiore, attraverso indagini geoelettriche e sondaggi geognostici.
La maggiore richiesta d’acqua ha stimolato Acque S.p.A. (Pisa), gestore del servizio idrico di zona, ad avviare una serie di misure di resistività preliminari per l’apertura di un nuovo campo pozzi in una zona adiacente a quello attualmente operativo.
L’indagine geoelettrica si è servita di 7140 misure di resistività apparente che hanno permesso di elaborare 12 tomografie di lunghezza variabile tra 195 e 370 metri. Le profondità investigate sono comprese tra 35 e 60 metri e si sono concentrate in due diverse zone. La gestione dei dati geofisici ed il posizionamento dei rilievi è stato possibile grazie ad un progetto cartografico sviluppato con il software ArcGis 9.1, contenente 9 strati informativi.
Le informazioni geofisiche, geologiche e idrogeologiche acquisite nella zona attualmente sfruttata per la captazione sono servite per reinterpretare i modelli di resistività realizzati nella zona presso la quale Società Acque S.p.A. (Pisa) ha avviato un’esplorazione per la realizzazione di un nuovo campo pozzi a supporto dei centri abitati della zona. L’omogeneità tra le due zone è supportata dal fatto che tomografie realizzate nelle due diverse aree presentano spesso geometrie simili. Sono stati pertanto ubicati di tre pozzi “virtuali”, ipotizzando stratigrafie ricavate dalle tomografie elettriche.

 

Caratterizzazione di depositi argillosi nella Sardegna nord-occidentale mediante modelli di resistività elettrica.

Tesista: Ivan Comes - A.A. 2007-2008

Relatore: Fabio Mantovani

Co-Relatore: Tommaso Colonna

Il presente lavoro di tesi è nato in occasione di una collaborazione fra il Centro di GeoTecnologie dell’Università  degli Studi di Siena e il Dipartimento di Geologia e Mineralogia dell’Università degli Studi di Sassari.
Lo scopo finale è stato quello di identificare un quadro geologico coerente all’interno del quale fosse possibile individuare depositi argillosi di buona qualità, che potenzialmente potessero essere sfruttati con finalità minerarie.
Nei mesi di settembre 2007 e maggio 2008 sono stati realizzati 13 stendimenti geoelettrici in 3 diverse aree del nord della Sardegna (Nurra settentrionale, Nurra centro-meridionale e Gallura nord-occidentale) caratterizzate da diversi depositi argillosi. La fase di acquisizione ha previsto l’utilizzo di diversi array in relazione ai contesti geologici di interesse: in particolare sono stati utilizzati array Schlumberger, Wenner e Dipolo-Dipolo.
Mediante un processo di inversione, realizzato utilizzando il Software Res2Dinv™ (Geotomo Software), sono stati elaborati 15 modelli di resistività perfettamente interpretabili in chiave geologica. Attraverso tali modelli, la loro interpretazione e la relativa analisi geologica, ci si è prefissati di determinare lo spessore dei livelli argillosi, la potenza delle coperture conglomeratiche, la profondità e la geometria del substrato ed infine la calibrazione del metodo per l’individuazione di depositi bentonitici e da laterizi con finalità estrattive.
Il lavoro si propone, come fase conclusiva, una revisione a posteriori dell’assetto geologico-strutturale ottenuto dall’integrazione delle informazioni bibliografiche con le tomografie elettriche. Per ogni tomografia è stato realizzato un modello stratigrafico semplificato che ha permesso di ottenere un modello geologico schematico complessivo delle intere tre aree indagate. Questo approccio ha fornito un’intuitiva visione d’insieme del sottosuolo utile al raggiungimento degli obiettivi prefissati.

 

L’importanza dei parametri geologici per l’ottimizzazione di sonde geotermiche applicate a pompe di calore: stime teoriche e casi di studio
Tesista: Alfia Pasquini – A.A. 2007-2008
Relatore: Fabio Mantovani
Co-Relatore: Tommaso Colonna

La richiesta crescente di energia è il problema fondamentale del XXI secolo: lo sviluppo tecnologico dei paesi industrializzati e l’elevato ritmo di crescita economica dei paesi emergenti richiedono sempre più energia. In questo scenario, il geologo applicato è chiamato in causa direttamente nel cercare di far fronte con le sue conoscenze a questa problematica mondiale, non solo per la ricerca di nuovi giacimenti di idrocarburi ma anche per la valorizzazione e lo sfruttamento dell’energia prodotta dalla Terra. La geotermia, infatti, è una delle possibili fonti energetiche alternative per garantire uno sviluppo sostenibile in quanto rappresenta un’ energia alternativa, pulita, gratuita, rinnovabile e disponibile ovunque.
Le pompe di calore geotermiche spesso sono confuse con la geotermia, ma in realtà esse non hanno nulla a che vedere con lo sfruttamento del gradiente termico. In realtà i sistemi studiati sono macchine in grado di trasferire calore da un corpo a temperatura più bassa ad un corpo a temperatura più alta, utilizzando energia elettrica.
Nella tesi l’obiettivo principale è stato quello di individuare e studiare i contributi conoscitivi che la scienza geologica può offrire per migliorare le performance degli impianti geotermici a pompa di calore. Esistono infatti parametri geofisici, geotecnici, geologici e idrogeologici che permettono di ottimizzare questi sistemi con l’obiettivo sia di massimizzare la resa termica che minimizzare i rischi ambientali.
È stato affrontato lo studio dei meccanismi di scambio di calore, sulla stabilità termica del sottosuolo e sul cosiddetto “stress termico” provocato dalla presenza di una sonda geotermica. Inoltre si è studiata la variazione della temperatura del suolo in funzione della profondità e dei diversi tipi di litologie.
Questo studio si è rivelato estremamente utile per la piena comprensione dei casi di studio messi a disposizione dalla Regione Toscana attraverso il Servizio Geologico Regionale che ha sostenuto le attività di questa tesi e ha stimolato la ricerca in questo campo. Questo sforzo ha prodotto una carta preliminare delle rese termiche su base litologica della Regione Toscana ed ha permesso di proporre una miglioramento della scheda di istanza di autorizzazione di impianto a pompa di calore geotermica in Regione Toscana.

 

Modelli di velocità 2D e 3D per lo studio di morfologie di tipo gravitativo: integrazione e confronto con metodi di rilevamento diretti e indiretti
Tesista: Roberto Maggiore – A.A. 2008-2009
Relatore: Tommaso Colonna
Co-Relatore: Ivan Callegari, Marilena Trotta


Nella maggior parte degli studi multidisciplinari, in cui un ruolo significativo è occupato dalle prospezioni sismiche a rifrazione, si ha la necessità di individuare gli elementi di convergenza e i fattori da “controllare” nel momento in cui si integrano i risultati con quelli ottenuti dal rilevamento geologico-geomorfologico. Nel contesto delle morfologie gravitative della Media Valle del fiume Serchio, il cui movimento è dettato prevalentemente dalla litologia affiorante, sono state individuate due “aree test” finalizzate allo studio di questi elementi ed al controllo di questi fattori, operando in una condizione in cui l’integrazione dei risultati risulta ancor più importante.
Il lavoro è stato impostato a partire da un’analisi stereoscopica delle foto aeree, allo scopo di individuare due aree test con caratteristiche differenti e di produrre di una carta preliminare per le successive operazioni di campagna. Con le fasi di rilevamento è stato possibile descrivere gli affioramenti e le caratteristiche geomorfologiche delle due aree, elaborando due carte geologiche e geomorfologiche alla scala 1:5000. La realizzazione di due sezioni geologiche ortogonali rappresenta il punto di convergenza con l’approccio sismico a rifrazione: l’area circostante al punto di intersezione di tali sezioni è stata indagata mediante 5 profili sismici a rifrazione paralleli (onde P) con interasse di 5 m. lI risultato dell’elaborazione dei dati acquisiti è costituito da 10 tomografie sismiche (5 per ogni area test): a partire da queste sono stati sviluppati due modelli di velocità 3D.
I risultati ottenuti dalle fasi di osservazione stereoscopica e di rilevamento geologico-geomorfologico di campagna, sono stati integrati e confrontati con quelli ottenuti dall’elaborazione 2D e 3D dei dati sismici a rifrazione. In particolare si sono potuti verificare gli affioramenti e le orientazioni degli strati individuabili con maggior efficacia attraverso l’indagine sismica e le condizioni geomorfologiche pregresse ricostruibili attraverso i modelli di velocità.
 

La dispersione di onde superficiali: un approccio di analisi e processing dei dati
Tesista: Piero Poli – A.A. 2008-2009
Relatore: Fabio Mantovani
Co-Relatore: Tommaso Colonna

Questa tesi è la sintesi del lavoro svolto presso il Laboratorio di Geofisica del Centro di GeoTecnologie – CGT – (Università degli Studi di Siena) ed il Laboratoire de Geophysique Interne et Tectonophysique (Università Joseph Fourer di Grenoble – Francia).
L’obiettivo è di caratterizzare i microtremori e testare l’applicabilità del metodo di correlazione sismica al fine di ricavare informazioni sulla propagazione delle onde di Rayleigh. Il raggiungimento di questo goal ha previsto due fasi: una fase di studio dei metodi di correlazione con relativo sviluppo di algoritmi applicati a modelli semplici e l’applicazione di questi algoritmi ad un caso reale. Si è infatti studiato l’efficacia di diversi metodi di analisi applicati ad un lunga serie di dati (365 giorni) acquisiti presso l’array sismologico Lapnet (settore settentrionale della zona fennoscandinava), che copre un’area di circa 0, 33*106 km2 ed è formato da 58 stazioni di rilevamento.
A partire dagli anni ’60 sono state formulate tecniche che illustravano la possibilità di estrarre informazioni sulla propagazione di onde in un mezzo dalla sola registrazione del rumore sismico e si dovrà aspettare la fine degli anni ’90 per una vera dimostrazione di applicabilità del metodo.
In questo arco di tempo il lavoro teorico ha portato alla definizione delle condizioni sotto le quali la metodologia di correlazione sismica offre risultati soddisfacenti. Di fatto la funzione di Green, ovvero la risposta impulsiva di un mezzo, è ricavata dalla correlazione di rumore sismico, quando nel campo di rumore siano rispettate una serie di condizioni: l’equipartizione energetica tra le varie tipologie di onde presenti nel campo e la diffusività di questo, ovvero la presenza di distribuzione omogenea di sorgenti di rumore.
Lo sforzo compiuto nell’ambito di questo lavoro consiste nell’individuare una serie di parametri quantitativi come indicatori della bontà delle misure raccolte, in modo da indirizzare l’analisi di correlazione di rumore sismico verso una procedura standard, che fornisca risultati ripetibili ai fini della risoluzione di modelli geologici della Crosta e del Mantello superiore. La metodologia studiata in questa tesi ha trovato importati riscontri dai risultati ottenuti dalle recenti applicazioni e si prospetta come strumento di indagine nel campo della geologia applicata, al fine di caratterizzare la struttura del primo sottosuolo, micro e macro zonazione sismica, risposta alla sollecitazione sismica di manufatti, monitoraggio vulcanico e delle strutture tettoniche fragili attive.
 
 

Analisi dell’efficacia di differenti tecniche geofisiche per la caratterizzazione lito-stratigrafica di un versante in area calanchiva in Località Toiano (Palaia – PI)
Tesista: Gianpier Algeri – A.A. 2008-2009
Relatore: Tommaso Colonna
Co-Relatore: Marilena Trotta, Italo Di Giovanni

A seguito del forte interesse da parte dell’Amministrazione comunale di Palaia (PI), il CGT - Centro di Geotecnologie dell’Università degli Studi di Siena e la Geo Eco Engineering Società di Ingegneria s.r.l., hanno sviluppato un importante progetto di ricerca nell’ambito dello studio di stabilità di un versante in area calanchiva in località Toiano. L’attività oggetto di studio ha previsto l’impiego di prospezioni sismiche e geoelettriche allo scopo di analizzarne la predisposizione alla caratterizzazione di precisi target geologici. L’intera area è caratterizzata da depositi marini pliocenici che influenzano profondamente l’assetto geomorfologico del paesaggio collinare della Valdera. In particolare lungo i versanti settentrionali di Toiano si rilevano le balze mentre a meridione in prossimità dei depositi più argillosi prevalgono i fenomeni di tipo calanchivo. Il quadro geologico-geomorfologico appena descritto evidenzia l’importanza di una distinzione e localizzazione della componente prettamente sabbiosa, porzione più resistente dell’intero versante, da quella argillosa, principale causa d’instabilità in quanto predisposta ai diversi fenomeni di erosione legati sia alla natura dei depositi che alla giacitura degli strati. Il presente lavoro propone, mediante l’integrazione di metodi d’investigazione diretti ed indiretti, di valutare l’efficacia di differenti tipologie di acquisizione geofisica per la determinazione dei seguenti target: depositi prevalentemente sabbiosi, depositi prevalentemente limosi e depositi essenzialmente argillosi. Il raggiungimento degli obiettivi prefissati è stato possibile effettuando una serie di confronti tra le misure di velocità ottenute con le differenti metodologie d’indagine di sismica a rifrazione (onde P ed S), tra le misure di resistività elettrica e quelle di velocità sismica (onde P ed S) ed infine tra i risultati dell’elaborazione dati delle prospezioni geofisiche ed i dati provenienti da indagini dirette (sondaggi geognostici, prove in situ e prove di laboratorio). In relazione agli obiettivi della ricerca si è deciso di ubicare i rilievi geofisici ortogonalmente e parallelamente alla linea di massima pendenza, indagando l’intero versante. A supporto delle indagini geofisiche è stata realizzata una campagna GPS al fine di posizionare correttamente nello spazio i rilievi. La fase di interpretazione dei dati relativi alle indagini sismiche a rifrazione è stata preceduta dalla lettura dei tempi di arrivo delle onde P ed S registrati, mediante l’utilizzo di software dedicati sono stati elaborati modelli tomografici 2D attraverso i quali è possibile individuare le discontinuità sismiche più significative. I dati di campagna relativi alle indagini di resistività elettrica sono stati elaborati ottenendo pseudosezioni di resistività apparente che, a seguito di un processo di inversione, hanno permesso la restituzione tomografica di sezioni di resistività elettrica 2D del sottosuolo ad alta risoluzione.I l confronto tra i modelli bidimensionali del sottosuolo ottenuti dalle indagini indirette, con i risultati dei sondaggi geognostici, prove in sito e prove di laboratorio (indagini dirette), ha consentito l’interpretazione in chiave geologica dei modelli fisici di riferimento. Questo approccio ha permesso una ricostruzione lito-stratigrafica con un grado di risoluzione adeguata alle caratteristiche dell’area oggetto d’indagine, conferendo inoltre continuità spaziale alle informazioni monodimensionali ricavate dalle indagini dirette. In ultima analisi sono stati correlati tutti i risultati ottenuti per la creazione di un modello digitale, riguardante l’andamento delle tre principali discontinuità geofisiche riscontrate e la creazione di due carte degli spessori per meglio evidenziare l’importanza dei depositi. L’approccio multidisciplinare e la correlazione dei risultati ottenuti hanno permesso di analizzare l’efficacia delle singole tecniche di acquisizione ed hanno consentito la definizione della migliore metodologia d’investigazione per ciascun target geologico individuato.
 
 

Ricerca della sorgente di contaminazione da composti organo alogenati in un acquifero alluvionale attraverso prospezioni geoelettriche di resistività e caricabilità (Pianvallico, FI)
Tesista: Cristian Pieroni – A.A. 2008-2009
Relatore: Tommaso Colonna
Co-Relatore: Marilena Trotta, Andrea Carloni

Il presente studio si propone di applicare metodi geoelettrici per la caratterizzazione dello stato di qualità delle acque di falda nel sito industriale di Pianvallico (Comuni di Scarperia e San Piero a Sieve, Mugello, FI). A seguito delle indagini condotte dal 2008 ad oggi, è stata accertata una contaminazione delle acque di falda da composti organo alogenati. In base ai valori di concentrazione riscontrati nelle acque di falda, il sito industriale è stato sottoposto a caratterizzazione ambientale ed è stata circoscritta la probabile sorgente di contaminazione.
Nella prima fase del lavoro è stata ricostruita l’evoluzione storica degli studi ambientali effettuati nell’area di interesse: questo ha permesso di ottenere un quadro conoscitivo da un punto di vista geografico, geologico, idrogeologico e soprattutto geofisico.
In questo contesto, il presente lavoro di tesi si propone di sperimentare metodi integrativi a basso impatto ambientale: si è deciso di impiegare il metodo geoelettrico di resistività associato a quello di polarizzazione indotta per ottenere una adeguata ricostruzione stratigrafica e contemporaneamente per individuare anomalie riconducibili ad un’alterazione delle caratteristiche chimiche delle acque di falda nella probabile zona di sorgente della contaminazione. Per supportare tale scelta operativa è stata effettuata un’attenta ricerca bibliografica dei principali casi di studio che hanno previsto l’applicazione di metodi geoelettrici in condizioni comparabili.
Per la validità del metodo di caricabilità sono state progettate, realizzate e successivamente impiegate sonde impolarizzabili per eliminare la dissimmetria di concentrazione elettrolitica sull’elettrodo.
Una prima campagna geoelettrica è stata svolta nel Giugno 2009 nella parte centro-settentrionale del sito (Settore Settentrionale), per verificare la presenza di ulteriori sorgenti di contaminazione rispetto a quella principale e più antica già accertata nel settore nord del terrazzo alluvionale di Pianvallico, mediante precedenti indagini idrogeologiche ed analisi chimiche già nei primi anni ‘90. Dai risultati ottenuti, oltre ad ottenere una risoluta ricostruzione stratigrafica mediante il metodo di resistività, sono state rilevate lievi anomalie di caricabilità (valori comunque inferiori a 10 ms), riconducibili all’eventuale presenza di composti organo alogenati presenti con basse concentrazioni.
Per circoscrivere la zona di sorgente della contaminazione, inizialmente supposta nell’area centro settentrionale, nell’Ottobre 2009 è stato eseguito un sondaggio geognostico con istallazione di piezometri, da cui sono stati prelevati campioni di acque di falda che, a seguito di indagini analitiche, hanno mostrato concentrazioni di contaminante inferiori ai limiti di rilevabilità strumentali.
Nel Novembre 2009, allo scopo di circoscrivere la presenza di una seconda sorgente di contaminazione sono stati istallati piezometri nell’area immediatamente più a sud (Settore Meridionale). Utilizzando un approccio opposto rispetto a quanto fatto nel Settore Settentrionale, è stata effettuata una seconda campagna geoelettrica nel Gennaio 2010 per studiare, in corrispondenza dell’area così circoscritta, la risposta in termini di caricabilità e delimitare lateralmente la seconda sorgente di contaminazione ed il relativo plume.
A partire dai risultati ottenuti è stato possibile valutare l’affidabilità del metodo di caricabilità e correlare le evidenze osservate con quelle relative alle indagini geognostiche.
 
 

Osservazioni sulla distanza critica in relazione allo sviluppo di onde di Rayleigh generate da un terremoto e confronto con la teoria
Tesista: Antonio Di Matteo – A.A. 2008-2009
Relatore: Tommaso Colonna
Co-Relatore: Paul M. Davis, Paolo Conti

Lo scopo principale di questo lavoro, concepito nel dipartimento di geofisica della UCLA e concluso presso il laboratorio di geofisica del CGT (Università degli studi di Siena), è di verificare alcuni fondamenti teorici di Sismologia riguardo le onde di Rayleigh, e constatare quanto le condizioni reali possano condizionare il risultato ottenuto rispetto a quello previsto dalla teoria. La teoria presa in considerazione in questa ricerca è stata esposta da Aki & Richards nel testo Quantitative Seismology del 2002 e riguarda il minimo volume di spazio necessario per sviluppare su sismogramma un impulso chiaro di onde di Rayleigh da un terremoto. Per la verifica sperimentale sono stati impiegati dati da eventi sismici naturali registrati in due contesti geografici differenti. La prima area considerata è una porzione (estesa per un massimo di 50 km) dell’area di Landers, California (Mojave Desert) e come stazione ricevente è stata utilizzata la stazione temporanea EORD. Questa stazione sismica fa parte della rete temporanea installata dopo il forte terremoto di Landers (M_w=7.3), per monitorare lo sciame sismico che colpì la zona dopo l’evento principale. La seconda area analizzata è stata individuata in Messico, dove sono stati presi in considerazione i dati registrati dall’array MASE (500 km). I dati provenienti da entrambe le aree sono stati sottoposti a processi di rotazione e filtraggio dopodiché, nella fase di analisi per la distinzione delle onde di Rayleigh sull’intero segnale, sono stati applicati metodi quali il particle motion e la relazione di fase tra le componenti radiale e verticale. I risultati ottenuti permettono di effettuare importanti considerazioni in base al riferimento teorico precedentemente enunciato. L’analisi dei terremoti, registrati in condizioni al contorno comparabili a quelle teoriche, mostra un accordo quasi totale con il riferimento teorico infatti, in questo caso, la corrispondenza tra teoria e casi reali è quasi perfetta. Un risultato differente, lontano dal riferimento teorico, è stato riscontrato per quei dati sismici registrati in condizioni al contorno molto diverse da quelle imposte dalla teoria. Queste osservazioni hanno permesso di inquadrare le varie condizioni al contorno in relazione a quanto imposto dalla teoria.


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Laurea in GeoTecnologie

 

Prospezioni geoelettriche per lo studio di un tratto di percorso dell'acquedotto romano in Località Sesto Fiorentino (FI)
Tesista: Nadia Bianconi - A.A. 2005-2006
Relatori: Salvini Riccardo - Fabio Mantovani

 

L’area in studio si trova presso il torrente Zambra in località Sesto Fiorentino (FI): durante lo sbancamento operato nel cantiere per la realizzazione del tratto ferroviario per l’alta velocità Firenze-Bologna (anno 2000) è emerso un tratto dello speco interrato di un acquedotto romano (datato I-II secolo d. C ca.).
La finalità della tesi consiste nello studiare l’andamento del percorso dell'acquedotto romano nel tratto limitrofo al rinvenimento con indagini geoelettriche non invasive. Sono state realizzate cinque prospezioni geoelettriche ed una campagna di acquisizione di punti GPS con metodologia RTK, con lo scopo di georeferenziare con precisione le indagini geoelettriche alla base topografica e sulle ortofoto.
Le misure di resistività compiute con l’OhmMapper sono state elaborate ed interpretate con lo scopo di individuare zone ad alta resistività che in questo contesto sono indicative della presenza di strutture compatte (murature, manufatti, ecc.) o di “vuoti” (cunicoli, cavità, ecc.) presenti nel sottosuolo.
Le evidenze emerse alle tomografie elettriche di resistività e le misure puntuali compiute con il GPS hanno permesso di ricostruire il tracciato dell’acquedotto per un tratto che si estende da Villa Malenchini e Parco di Villa Solaria. Le informazioni raccolte e i modelli realizzati hanno contribuito alla valorizzazione del sito archeologico.

 

Misure di resistività finalizzate allo studio ed alla modellazione della “villa romana” rinvenuta in località Torraccia di Chiusi (San Gimignano - SI)
Tesista: Giulia Ricciardi - A.A. 2005-2006
Relatore: Fabio Mantovani

Nell’ambito della collaborazione internazionale tra il Centro di GeoTecnologie (Università degli Studi di Siena) ed il Département d'Archéologie et d'Histoire de l'Art (Université Catholique de Louvain – Belgium) è stato possibile svolgere una campagna di indagini geoelettriche nel sito archeologico di Torraccia di Chiusi, ubicato nella valle alluvionale del torrente Foci, in località Aiano (San Gimignano - Siena).

Le prime evidenze della presenza di strutture antropiche sepolte, probabilmente di epoca romana, si ebbero fin dall’inizio del secolo scorso, ma solo recentemente (sondaggio esplorativo del 2001 e campagne di scavo del 2005 e del 2006) è stato possibile iniziare lo scavo stratigrafico e studiare approfonditamente il sito. L’area interessata dalle evidenze antropiche sembra estendersi per una superficie di 10.000 m2, stimata in base allo spargimento superficiale di materiali, visibile grazie alle fotografie aeree.

Le strutture interrate si trovano ad una profondità compresa tra 70 cm e qualche metro dal piano di campagna odierno, tuttavia appare proibitivo, attraverso il solo scavo stratigrafico, definire in tempo breve l’assetto planimetrico del sito. Per questo motivo si è deciso di attuare una campagna di indagini geoelettriche, attraverso cui è stato possibile definire in tempi brevi la presenza e la profondità delle strutture antropiche. Il lavoro di tesi ha inoltre compreso una campagna di acquisizione di punti GPS con metodologia RTK, al fine di inserire lo scavo archeologico in un adeguato contesto cartografico.

Il lavoro svolto ha permesso la localizzazione della strutture interrate, fornendo un prezioso aiuto per la pianificazione della campagna di scavo prevista per l’estate del 2007.

 

Caratterizzazione idrogeologica del Borro del Giglio (Montevarchi) attraverso indagini geofisiche
Tesista: Riccardo Barletta - A.A. 2006-2007
Relatore: Fabio Mantovani

Co-relatore: Rudy Rossetto

L’obiettivo della presente tesi è caratterizzare dal punto di vista idrogeologico il bacino del Borro del Giglio (comune di Montevarchi – Arezzo) utilizzando indagini geoelettriche per la valutazione dei potenziali livelli saturi.

 

La collezione di informazioni bibliografiche e il reperimento delle stratigrafie dei pozzi presenti nell’area hanno permesso di pianificare l’attività di campagna costituita da tre fasi operative distinte: dopo una campagna di misure piezometriche, si è organizzata una campagna di misure di resistività 1D (SEV - Sondaggi Elettrici Verticali) e 2D (Tomografie Elettriche). In particolare sono state realizzate 6 misure piezometriche in 28 pozzi, 4 sondaggi elettrici verticali e 10 tomografie elettriche.

Le informazioni di base sulle principali unità idrogeologiche, accompagnate dalla banca dati dei pozzi esaminati, hanno rappresentato il punto di partenza dell’elaborazione dei dati attraverso elementari processi di geostatistica: si è così arrivati a determinare il rapporto tra il Borro del Giglio e la falda.

Le misure di resistività raccolte, elaborate attraverso processi di inversione e interpretate in chiave geologica ed idrogeologica, hanno premesso di ottenere una taratura dei livelli saturi così da poter studiare il fattore di formazione (Legge di Archie) in relazione ad altre aree indagate. Si è cercato poi di sintetizzare in un unico modello idrogeologico le informazioni geologiche, geomorfologiche, le superfici piezometriche ed i modelli di resistività 1D e 2D, ricostruendo e caratterizzando le unità idrogeologiche presenti all’interno dell’area di lavoro.

 

Prospezioni geoelettriche finalizzate allo studio delle argille in sistemi alluvionali nell'area della Nurra (SS)
Tesista: Andrea Cacioli - A.A. 2006-2007
Relatore: Fabio Mantovani

Co-relatore: Tommaso Colonna

Il presente lavoro di tesi è nato nell’ambito della collaborazione tra il Centro di GeoTecnologie dell’Università degli Studi di Siena e l’Istituto di Scienze Geologico Mineralogiche dell’Università di Sassari ed ha portato alla realizzazione di indagini geoelettriche nell’area della Nurra (SS) con lo scopo di individuare profondità ed estensione di livelli argillosi nonché l’andamento del ‘cappellaccio d’alterazione’ e la profondità del substrato di arenarie.

La campagna di misure è stata innanzitutto introdotta da una preziosa presentazione geologica sul campo da parte del Prof. Giacomo Oggiano (Istituto di Scienze Geologico Mineralogiche dell’Università di Sassari). Questa ha permesso di ottenere un inquadramento geologico che, partendo da una scala regionale, prosegue focalizzando l’attenzione prima sulla scala locale poi sui depositi argillosi cenozoici e sui i paleosuoli associati, che sono oggetto di studio, soprattutto in chiave geofisica.

Questo approccio ha consentito di localizzare le caratteristiche geologiche dell’area indagata tali da far presupporre la presenza di argilla di buona qualità a fini estrattivi per laterizi. Sono stati perciò effettuati 8 stendimenti realizzando 10 tomografie elettriche (64 elettrodi): per 3 rilievi sono state acquisite misure impiegando il metodo Wenner, mentre per gli altri 7 si è impiegato il metodo Schlumberger. L’intera campagna di rilievi geoelettrici è stata accompagnata da acquisizioni di punti GPS che hanno permesso di posizionare sulla cartografia disponibile (CTR alla scala 1:10000 sezioni 440160 e 458040) gli stendimenti, realizzando come prodotto finale un progetto GIS sviluppato in ambiente ArcMap®.

Le tomografie elettriche sviluppate sono risultate ben interpretabili in chiave geologica ed è stato possibile discriminare i layer di interesse. In particolare, in tutti i rilievi effettuati, è stato possibile determinare lo sviluppo dello spessore argilloso, l’andamento dei paleosuoli che lo sovrastano (in particolare mediante studi di dettaglio realizzati in due aree) e, dove la profondità di investigazione lo ha consentito, si è rilevato il contatto tra il substrato di arenaria e il livello argilloso.

La dettagliata descrizione della geologia locale ha posto le condizioni favorevoli per uno studio di modelli di resistività impiegando sia processi diretti (Res2Mod – Geotomo Software) che processi inversi (Res2Dinv – Geotomo Software).

Lo studio del processo diretto in relazione al processo di inversione ha permesso di mettere in luce una caratteristica importante delle pseudosezioni: dai modelli elaborati, infatti, risulta evidente che le variazioni orizzontali di resistività apparente sono evidenziate maggiormente rispetto alle variazioni verticali. Inoltre, il processo di inversione, ha permesso di apprezzare le disomogeneità lungo le strutture verticali in un modo decisamente più nitido.

 

Misure di resistività elettrica finalizzate all’individuazione ed alla caratterizzazione del possibile edificio del teatro nel sito della città romana di Sentinum (Sassoferrato – AN)

Tesista:  Giulia Fagioli - A.A. 2007-2008

Relatore: Sara Mariani

Co-relatore: Marta Caterina Bottacchi

Le indagini geoelettriche oggetto di questa tesi sono state realizzate presso un’area ubicata all’interno del sito archeologico di Sentinum (Sassoferrato, AN) al fine di individuare la possibile presenza dell’edificio del teatro romano.
La campagna di misura è stata preceduta da un inquadramento geologico su scala globale e locale, con particolare interesse alle alluvioni su cui poggia direttamente il sito. L’inquadramento geologico dell’area ha permesso anche di individuare a meno di 1 km a est del sito archeologico una possibile cava dei materiali calcarei da costruzione utilizzati nella città romana: l’ipotesi è avvalorata dal confronto a vista tra un campione prelevato nella cava stessa e un blocco proveniente da una struttura muraria di Sentinum.
La direzione di scavo, grazie alle indagini archeologiche e ad una campagna di indagini magnetometriche, è riuscita a redigere una planimetria indicativa della città, che non evidenzia la presenza del teatro, edificio emblematico delle città romane fondate in età augustea. Il confronto con altre città romane con caratteristiche simili e le informazioni a disposizione hanno permesso agli archeologi di ipotizzare che il teatro si trovasse non lontano dalla piazza forense in un'area dove i risultati delle indagini magnetometriche risultano essere poco chiari.
Per verificare l’effettiva presenza della struttura teatrale si è scelto di realizzare la campagna di indagini geoelettriche, utilizzando due tipi di strumenti: l’ABEM Terrameter SAS 1000, un georesistivimetro monocanale ad accoppiamento galvanico, e l’OhmMapper della Geometrics Inc., georesistivimetro ad accoppiamento capacitivo.
Con il primo strumento sono stati effettuati 2 stendimenti parzialmente sovrapposti, situati al limite della scarpata della ferrovia, al fine di individuare la profondità massima a cui si trovavano le strutture antropiche. L’indagine è proseguita con lo strumento OhmMapper, attraverso cui sono stati realizzati 6 rilievi geoelettrici paralleli e ravvicinati tra loro.
Dopo l’elaborazione dei dati raccolti e la successiva inversione abbiamo ottenuto otto tomografie elettriche 2D e cinque mappe di resistività, che hanno permesso di individuare la presenza di fondazioni di grandi dimensioni e con caratteristiche geometriche compatibili con l’ipotesi di localizzazione dell’edificio teatrale proposta dalla direzione di scavo.

 

Studio dell’efficacia del metodo della resistività elettrica su rocce Zeolitizzate, nella zona del Mejlogu (SS)

Tesista: Riccardo Bianchi - A.A. 2007-2008
Relatore: Fabio Mantovani
Co-Relatore: Tommaso Colonna

Il presente lavoro di tesi è nato in seno ad una collaborazione tra il Centro di GeoTecnologie dell’Università degli Studi di Siena ed il dipartimento di Geologia e mineralogia dell’Università degli Studi di Sassari. La notevole importanza che le zeoliti rivestono nel contesto delle ricerche minerarie ha suggerito di calibrare un metodo di indagine funzionale all’individuazione di questo tipo di depositi. Sulla base delle caratteristiche composizionali delle zeoliti si è ritenuto che il metodo geoelettrico potesse rappresentare un sistema adeguato: per riuscire a comprendere e valutare il livello di predisposizione si è impostato uno studio specifico nell’area del Mejlogu (SS).
Tale studio si propone un duplice obiettivo: da una parte la valutazione della predisposizione del metodo della resistività elettrica per l’individuazione di rocce zeolitizzate, in particolare l’individuazione di due differenti processi di zeolitizzazione, un tipo omogeneo (STARTIFORME) ed uno disomogeneo (A MACCHIA DI LEOPARDO); dall’altra, questo approccio, mira a controllare l’affidabilità del metodo per la ricostruzione geologica delle deposizioni vulcaniche.
Lo studio si articola in più fasi di lavoro: una prima fase caratterizzata da un’intensa attività di campagna, effettuata tra il 12/05/08 ed il 29/05/08, ed una seconda fase di laboratorio che ha previsto l’elaborazione e l’interpretazione dei dati. Gli strumenti utilizzati per lo studio sono stati l’OhmMapper (Geometrics - US) ed il georesistivimetro ad elettrodi Terrameter SAS 1000 (Abem – Sweden).
Durante l’attività di campagna sono stati realizzati 4 stendimenti geoelettrici attraverso i quali è stato possibile elaborare i rispettivi modelli di resistività. Successivamente sono stati interpretati i risultati ottenuti, sulla base di due scale di rappresentazione mirate:una a discriminare i diversi gradi di zeolitizzazione e, l’altra, alla ricostruzione stratigrafica delle aree indagate.


Studio di tomografie elettriche finalizzato alla stima dei livelli saturi presso il lago Baratz (SS)
Tesista: Marco Abbigliati - A.A. 2007-2008

Relatore: Fabio Mantovani
Co-Relatore: Tommaso Colonna

Il presente lavoro è nato in seno ad una collaborazione tra il Centro di GeoTecnologie dell’Università degli Studi di Siena ed il Dipartimento di Geologia e Mineralogia dell’Università degli Studi di Sassari. L’obiettivo principale della presente tesi è quello di caratterizzare, dal punto di vista idrogeologico, il bacino che ospita il lago di Baratz (Sassari), che da molto tempo palesa forme di deficit idrico. Contestualmente lo studio mira a fornire evidenze e dettagli utili a ricostruire, con informazioni quantitative, le principali cause di abbassamento del livello del lago.
Il lago di Baratz, per le sue caratteristiche legate alle dinamiche ambientali, ha richiesto una disamina mirata alla ricostruzione della storia evolutiva e delle possibili cause dell’attuale deficit idrico. Queste conoscenze di base sono il frutto di una ricerca bibliografica approfondita e di una diretta osservazione di campagna attraverso l’esecuzione di indagini geoelettriche. Quest’ultima fase è stata effettuata dal 13 al 18 maggio 2008, ed ha portato alla realizzazione di 4 stendimenti di lunghezza 630 m con profondità massima di investigazione pari a 120 m.
Mediante un processo di inversione, realizzato utilizzando il Software Res2Dinv™ (Geotomo Software), sono stati elaborati 4 modelli di resistività perfettamente interpretabili. Attraverso i range di resistività derivati dall’applicazione della legge di Archie sono stati stimati i livelli saturi posizionati lungo la duna di sbarramento, posizionata ad ovest del lago. Considerato che le vie di fuga sottostanti la duna rappresentano una delle cause di deficit idrico, è stato ritenuto indispensabile effettuare uno studio multitemporale che permettesse di ricostruirne lo sviluppo geometrico nel tempo. In particolare, è stata realizzata una ricostruzione multitemporale dei livelli saturi dall’anno 1970 all’anno 2010: ciò è stato possibile mediante una rielaborazione dei dati di conducibilità in nostro possesso attraverso una funzione che rappresentasse un trend temporale.

 

Modelli di resistività elettrica finalizzati allo studio dei depositi superficiali a diversa permeabilità in località Pianvallico (FI)

Tesista: Costanza Caperoni - A.A. 2007-2008

Relatore: Sara Mariani

Co-Relatore: Tommaso Colonna

Il presente lavoro, volto studiare, attraverso metodi geofisici non invasivi, il sito ubicato nella zona industriale di Pianvallico, nasce dalla convenzione tra la Provincia di Firenze ed il Centro di GeoTecnologie. L’area di Pianvallico si trova nella regione del Mugello la cui storia geologica coincide con quella del tratto settentrionale della catena appenninica.
Il sottosuolo dell’area indagata è costituito da depositi alluvionali superficiali che ricoprono una litologia caratterizzata da sequenze e/o alternanze di argille, limi, e sabbie lacustri, che rappresentano il livello più profondo.
Al fine di individuare i depositi a diversa permeabilità relativi all’assetto geologico indagato sono state eseguite quattro tomografie elettriche.
L’intera campagna di rilievi è stata accompagnata da acquisizione di punti GPS che hanno permesso di posizionare gli stendimenti sulla cartografia disponibile.
L’acquisizione delle misure geoelettriche è stata effettuata mediante il georesistivimetro monocanale, ad accoppiamento galvanico, ABEM Terrameter SAS 1000 LUND Imaging System, collegato ad un cavo multi-elettrodo (64 elettrodi).
Per l’inversione dei dati geoelettrici acquisiti, è stato utilizzato il software Res2Dinv (geotomo software). Quest’ultimo, utilizzando un metodo di inversione basato sui minimi quadrati, ha consentito la determinazione di un modello bidimensionale di resistività del sottosuolo (pseudosezione).
Per gli obiettivi di indagine e le caratteristiche del sito, è stata scelta una distanza elettrodica di 2-3 m che ha permesso di ottenere una buona risoluzione spaziale, sia laterale che verticale, per i primi 30 m circa del sottosuolo.
Per questo scopo i quattro stendimenti sono stati realizzati utilizzando un array di tipo Schlumberger, il più indicato per una caratterizzazione delle strutture sia verticali che orizzontali.
Da tale acquisizione sono stati ottenuti dei modelli bidimensionali di resisitività (tomografie elettriche) che hanno fornito indicazioni importanti sulle caratteristiche fisiche dei depositi superficiali, riuscendo a distinguere in maniera ottimale i livelli litologici a diversa permeabilità.

 

 

Studio della frana in loc. “Campo Grande” (comune di Cavriglia) mediante integrazione di analisi diacronica e metodi geofisici

Tesista: Virginia Strati - A.A. 2009-2010

Relatore: Sara Mariani

Co-Relatore: Tommaso Colonna

Il presente lavoro di Tesi si propone di studiare, mediante integrazione di analisi diacronica di foto aeree e metodi geofisici, una frana situata in località “Campo Grande” nel Comune di Cavriglia, all’interno dell’area ex-mineraria di S.Barbara.
Dopo un inquadramento geografico, geomorfologico e geologico dell’area, è presentata un’analisi storica degli effetti sul paesaggio dell’attività estrattiva e la descrizione delle azioni di recupero ambientale previste in vista di un futuro cambio di destinazione d’uso del sito. La frana oggetto di questo lavoro di Tesi è stata studiata mediante l’integrazione di due differenti metodi di analisi: la fotointerpretazione e l’indagine geofisica. Lo studio di fotointerpretazione ha visto l’impiego di fotogrammi riferiti a diversi intervalli temporali, analisi diacronica, permettendo di individuare in maniera rapida ed economica la zona di scarpata, di distacco e di accumulo della frana in esame nonché i principali eventi di movimento nell’intervallo di tempo considerato. L’utilizzo dei fotogrammi, messi a disposizione da Enel S.p.A., e delle ortofoto 2007 della Regione Toscana, ha portato all’elaborazione di 5 carte geomorfologiche riferite agli anni 1974/1979, 1983, 1989, 1991 e 2007. Per l’individuazione della profondità della superficie di scivolamento e di conseguenza dello spessore del terreno interessato da movimento, sono state impiegate metodologie geofisiche quali: la prospezione geoelettrica, metodo della resistività elettrica e la prospezione sismica a rifrazione in onde P. Il metodo della resistività elettrica ha consentito l’individuazione di un primo spessore areato rimaneggiato più resistivo e di uno spessore i cui valori di resistività, compresi tra 1 e 20 Ω m, relativi a sottosuoli limoso argillosi assimilabili, da riferimento cartografico, alle argille limose appartenenti alla formazione delle Argille di Meleto. L’interpretazione dei risultati ottenuti dall’elaborazione dei dati di velocità, relativi alle indagini sismiche a rifrazione in onde P, ha permesso di individuare, in entrambe le tomografie ottenute CC’ e DD’, due discontinuità sismiche significative: una prima, con velocità pari a 300 m/s, riconosciuta a circa 3-5 m dal piano campagna (p.c.), che individua il limite inferiore dello spessore areato rimaneggiato ed una seconda, con velocità pari a 1300 m/s, riconosciuta alla profondità di circa 10 m dal p.c., che separa i livelli prevalentemente limoso-argillosi meno addensati, probabilmente interessati da movimento, dalle sottostanti argille con un alto grado di compattazione anche in questo caso attribuibili alle argille limose appartenenti alla formazione delle Argille di Meleto. In conclusione, dall’analisi di quest’elaborato, si può evidenziare come l’integrazione dei vari metodi utilizzati per lo studio di questa frana ha permesso di ricostruire la geometria e l’evoluzione della frana in questione, raggiungendo gli obiettivi prefissati.


 

 

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Master in GeoTecnologie per l'Archeologia

 

Prospezioni geofisiche per lo studio dell'impianto urbanistico della città romana di Sentinum (Sassoferrato - AN)


Tesista: Marta Caterina Bottacchi - A.A. 2005-2006
Relatori: Luigi Carmignani - Fabio Mantovani

Il sito della città romana di Sentinum (Sassoferrato - AN) si trova in una pianura alluvionale compresa tra il fiume Sentino e il torrente Marena a circa 313 metri di quota s.l.m..
Gli studi passati compiuti nell’area hanno rivelato la presenza di strutture antropiche sepolte ad una profondità compresa tra 50 cm e 2 m dal piano di campagna odierno, tuttavia gli scavi effettuati hanno portato alla luce meno del 10% delle evidenze archeologiche presenti all’interno della cinta muraria. Poiché risulta proibitivo attraverso il solo scavo stratigrafico definire in tempo breve l’assetto urbano dell’intero sito archeologico (circa 15 ettari), in questi ultimi anni sono state effettuate indagini di remote sensing, quali analisi di fotografie aeree zenitali e prospezioni magnetometriche, attraverso cui si è ottenuta una mappa indicativa delle strutture sepolte, presenti nella maggior parte dell’area urbana.
Il lavoro di tesi ha permesso di integrare le conoscenze acquisite in passato con ulteriori informazioni dedotte da prospezioni geoelettriche; in particolare alle già note strutture antropiche emerse dalle indagini magnetometriche e posizionate sulla pianta dello scavo si sono aggiunte le informazioni di profondità derivate dai modelli di resistività ottenuti dalle tomografie elettriche realizzate con l’OhmMapper.
Le aree indagate con il metodo geoelettrico durante lo svolgimento della tesi hanno preceduto una campagna di scavi archeologici che rientra in un progetto quinquennale (2006-2010) di scavi, in accordo con il Comune di Sassoferrato, l’Istituto di Archeologia e Storia dell'Arte Antica dell’Università degli Studi di Urbino e il Dipartimento di Archeologia e Filologia Classica dell’Università degli Studi di Genova. Ciò ha permesso e permetterà di trovare preziosi riscontri con le informazioni stratigrafiche della zona, dalle magnetometrie compiute nel 2003-2004 e dalle indagini geoelettriche raccolte in questo lavoro.

 

L'Accademia di Villa Adriana: rilettura delle piante antiche attraverso le indagini geoelettriche.
Tesista: Anna Maria Marras - A.A. 2006-2007
Tutor: Fabio Mantovani - Marta Caterina Bottacchi

L'area dell'Accademia di Villa Adriana (118 - 133 d.C.) non si trova all'interno del demanio, ma in proprietà privata e per questo è stata meno soggetta a studi e interessata da scavi archeologici.

Le piante storiche di quest'area della Villa riportano traccia del percorso di passaggi sotterranei di cui oggi rimangono poche testimonianze in superficie. Le indagini di resistività sono state condotte con il georesistivimetro ABEM Terrameter ad accoppiamento galvanico nel cortile centrale dell'Accademia con lo scopo di ricostruire il percorso di uno dei cunicoli sotterranei e verificare l'esattezza delle informazioni fornite dalle piante storiche dei secoli passati. Il metodo si è rivelato essere molto efficace nell'individuazione delle cavità determinate dalla presenza dei tratti di cunicoli non riempiti da detriti e ha permesso sia di confermare in parte i tracciati rilevati in passato che di ipotizzare la presenza di un tratto di cunicolo non ancora noto.

 

Prospezioni geoelettrichhe nell'area del santuario greco (VI-II sec. a.C.) presso l'ex mattatoio comunale di Rosarno (RC)
Tesista: Gianluca Sapio - A.A. 2006-2007
Tutor: Fabio Mantovani - Marta Caterina Bottacchi

La colonia greca di Medma si trova sotto la moderna città di Rosarno (RC); in particolare la parte orientale della polis era occuparta da alcune aree sacre greche.

Le indagini geoelettriche sono state realizzate con il georesistivimetro OhmMapper nell'area occupata dell'ex mattatoio comunale ora in disuso. Qualche anno fa, sotto un'area ristretta del pavimento in cemento del cortile del mattatoio sono state individuate alcune strutture di un'area santuiariale greca databile tra il VI e il II secolo a.C..

I dati acquisiti dall'indagine di resistività hanno permesso di creare modelli bidimensionali e tridimensionali del sottosuolo: grazie a questi modelli è possibile individuare con buona precisione la geometria e la profondità di alcune altre strutture archeologiche. Questi risultati hanno aiutato a ricostruire i confini dell'area santuariale e a localizzare le principali strutture del santuario stesso.

 

 

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Scuola di dottorato in Scienze della Terra

 

Caratterizzazione elettrica di depositi argillosi di origine glaciale, marina ed idrotermale attraverso indagini in situ ed in laboratorio.

Dottorando: Tommaso Colonna - XX Ciclo di Dottorato

Relatore: Luigi Carmignani

Il metodo della resistività elettrica è uno dei metodi più efficaci nell’individuazione dei depositi argillosi superficiali: esso è impiegato diffusamente sia per valutazioni ambientali che per ricerche minerarie. La caratterizzazione fisico-chimica di questa tipologia di depositi è oggetto di ricerca teorica ed applicata che ha trovato recentemente notevole impulso in numerosi settori industriali legati al mercato dei laterizi, della ceramica, della cosmesi, dei fertilizzanti e della vivaistica.  
I minerali argillosi hanno caratteristiche fisico-chimiche peculiari, quali la dimensione micrometrica dei cristalli che comportano notevoli capacità di assorbimento d'acqua, scambio ionico e fissazione di cationi. La genesi dei minerali argillosi nelle rocce è secondaria e può avvenire per alterazione chimica (in ambiente acido o alcalino) di rocce magmatiche silicee, per deposizione da soluzioni idrotermali e per metamorfismo di basso grado (nel caso delle cloriti). La formazione dell'argille come sedimenti clastici sciolti, come suoli, avviene per dilavamento di rocce contenenti minerali argillosi, con la concentrazione del sedimento fine, a seguito di un lungo trasporto prevalentemente in acqua, in ambienti lacustri, marini, lagunari.
Nel presente lavoro di tesi ci si propone di effettuare una caratterizzazione della resistività elettrica di tre tipologie di depositi argillosi aventi diversa genesi: partendo da misure di diffrattometria a raggi X su campioni e di resistività elettrica su un modello fisico ridotto, si studiano i principali parametri fisico/chimici che influiscono sulla risposta elettrica dei depositi argillosi durante una misura tomografica in situ, che è stata realizzata al momento del prelievo dei campioni. Gli spessori argillosi presenti nei diversi siti sono stati individuati nei modelli 2D di resistività e sono stati interpretati in chiave litologico-composizionale a seconda della loro origine glaciale, marina e idrotermale.
La finalità della ricerca consiste nella studio della resistività elettrica in funzione del contenuto idrico, della composizione mineralogica e della porosità delle argille alla scala del campione così da avere informazioni direttamente spendibili in una più precisa e dettagliata interpretazione delle tomografie elettriche.
I modelli sviluppati, pertanto, cercano di rispettare le condizioni al contorno dell’assetto geologico che comprende la litologia di interesse privilegiando un inquadramento su grande scala basandosi su un’interpretazione statistica delle misure di resistività. L’utilizzo dello stesso approccio metodologico e strumentale in laboratorio ed in situ ha permesso di mettere a punto una miglior chiave di lettura del complesso problema della variabilità naturale dei valori di resistività mediante l’analisi statistica dei dati ottenuti da un processo di inversione standard.

 

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