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 Tematiche di Ricerca in

Esplorazione geofisica e modellizzazione

di fenomeni di rischio naturale

 

 
Responsabile Scientifico: Rosa Di Maio
Collaboratori: Pantaleone De Vita, Silvia Fabbrocino, Umberto Riccardi, Ester Piegari, Mauro La Manna, Rolando Carbonari, Claudio De Paola, Payal Rani, Eleonora Vitagliano
 
La presente linea di ricerca si propone come studio multi-metodologico e multi-disciplinare che combina conoscenze e tecniche proprie della geofisica applicata, della fisica statistica, della geologia tecnica e dell’idrogeologia. I principali filoni in cui essa si sviluppa riguardano: 1) l’esplorazione del sottosuolo, per lo studio di strutture geologiche e/o antropiche superficiali e profonde;2) la modellizzazione di fenomeni di origine naturale (o antropica), per la valutazione del rischio sismico, vulcanico, idrogeologico e di contaminazione di suoli e falde.
 
Principali tematiche di ricerca:
 
  • Esplorazione geofisica multi-metodologica (geoelettrica, magnetometria, GPR, FDEM, TDEM) e/o multi-disciplinare (geofisica, geologia-tecnica, geomatica) applicata a problematiche idrogeologiche, ingegneristiche, geoambientali e archeologiche
  • Sviluppo di tecniche di misura e interpretazione integrata di dati di microgeofisica (geoelettrica, GPR) e termografici per la stima dello stato di conservazione di strutture architettoniche
  • Sviluppo di metodologie di inversione di dati geofisici, basate su tecniche di analisi spettrale e di ottimizzazione globale, per la completa definizione e caratterizzazione delle sorgenti di anomalia
  • Studio di effetti elettrosismici per l’individuazione di possibili precursori di eventi sismici o vulcanici
  • Simulazione di fenomeni naturali complessi (i.e., frane ed eruzioni vulcaniche) attraverso modelli di criticalità auto-organizzata e automi cellulari
  • Sviluppo di modelli idrogeofisici per la stima di contaminazioni di suoli e falde e simulazione della propagazione di fluidi contaminati
  • Modellizzazione dei fenomeni di subsidenza di origine naturale e/o antropica attraverso integrazione di dati geodetici (GPS, SAR), idrologici, idrogeologici e meteorologici
  • Modellizzazione e simulazione della dinamica di sistemi idrotermali attraverso misure magnetotelluriche in continuo.
 
Modellizzazione Fig.-3
Simulazione di possibili processi di risalita del magma (aree rosse) verso la superficie con formazione di dicchi (aree blu)(Piegari et al., 2013).
 
 
   
 
 
 
Collaborazioni nazionali
  • Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Università di Padova
  • Dipartimento dei Beni Culturali, Università di Padova
  • Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Padova
  • Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente, Università di Pavia
  • Dipartimento di Matematica e Fisica, Università Roma TRE
  • Dipartimento di Fisica, Università di Napoli Federico II
  • Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Napoli Federico II
  • Dipartimento di Geoingegneria e Tecnologie Ambientali, Università di Cagliari
  • Osservatorio Vesuviano, INGV Sezione di Napoli
  • Istituto Superiore per la protezione e la Ricerca Ambientale, Servizio Geologico d’Italia
 
Collaborazioni internazionali
  • Department of Environmental and Natural Resources Engineering, Technological Educational Institute of Crete, Chania, Crete, Greece
  • School of Environmental Engineering, Technical University of Crete, Crete, Greece
  • Deltares, Institute for Applied Research in the Field of Water and Subsurface MH Delft, The Netherlands
  • Department of Earthquake Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
  • College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences, Oregon State University, Corvallis, Oregon
 
Pubblicazioni selezionate
Vitagliano E., Di Maio R.,  Scafetta N., Calcaterra D., Zanchettin D., 2017: Wavelet analysis of remote sensing and discharge data for understanding vertical ground movements in sandy and clayey terrains of the Po Delta area (north Italy). Journal of Hydrology 550, 386-398, https://doi.org/10.1016/j.jhydrol. 2017.05.017.
 
Di Maio R., Piegari E., Rani P., 2017: Source depth estimation of Self-Potential anomalies by spectral methods. Journal of Applied Geophysics, 136, 315-325, doi:10.1016/j.jappgeo.2016.11.011.
 
Carbonari R., D’Auria L., Di Maio R., Petrillo Z., 2017: Denoising of magnetotelluric signals by polarization analysis in the discrete wavelet domain. Computers & Geosciences, 100, 135-141, doi:10.1016/j.cageo.2016.12.011.
 
Carbonari R., Di Maio R., D’Auria L Petrillo Z., 2017: SOM clustering analysis in the discrete wavelet transform domain for filtering noisy magnetotelluric data. Proceedings of 79th EAGE Conference & Exhibition 2017, Vienna, 12 - 15 June 2017, Session: Electromagnetics - Acquisition and Processing, Extended Abstract, 5 pp., doi:10.3997/2214-4609.201700564.
 
Carbonari R., Di Maio R., D’Auria L Petrillo Z., 2016: Denoising of magnetotelluric data by polarization analysis in the discrete wavelet transform domain. SEG Technical Program Expanded Abstracts, 2016, 1034-1038, doi:10.1190/segam2016-13709906.1, 16-21 October 2016, Dallas (USA).
 
Di Maio R., Piegari E., Rani P., 2016: A comparative analysis of SP data inversion by spectral, tomographic and global optimization approaches. Proceedings of 78th EAGE Conference & Exhibition, Vienna, 30 May - 02 June 2016, Session: Electromagnetic Methods I, Extended Abstract, 5 pp., doi:10.3997/2214-4609.201600560.
 
Di Maio R., Berrino G., 2016: Joint analysis of electric and gravimetric data for volcano monitoring. Application to data acquired at Vulcano Island (southern Italy) from 1993 to 1996. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 327, 459-468, doi:10.1016/j.jvolgeores.2016.09.013.
 
Di Maio R., La Manna M., Piegari E., Mancini C., Achilli V., Fabris M., 2016: Multi-methodological geophysical exploration for the interpretation of the ancient landscape of Phaistos (Greece). Archaeological Prospection, 23, 287-299, doi:10.1002/arp.1544.
 
Di Maio R., Rani P., Piegari E., L. Milano, 2016: Self-Potential data inversion through a Genetic-Price algorithm.Computers & Geosciences, 94, 86-95, doi:10.1016/j.cageo.2016.06.005.
 
Di Maio R., Piegari E., Rani P., Avella A., 2016: Self-Potential data inversion through the integration of spectral analysis and tomographic approaches. Geophysical Journal International, 206(2), 1204-1220, doi:10.1093/gji/ggw200.
 
Di Maio R., La Manna M., Piegari E., 2016: 3D reconstruction of buried structures from magnetic, electromagnetic and ERT data: example from the archaeological site of Phaistos (Crete Island, Greece). Archaeological Prospection, 23, 3-13, doi:10.1002/arp.1516.
 
Di Maio R., Piegari E., Mancini C., Chiapparino A., 2015: Quantitative analysis of pulse thermography data for degradation assessment of historical buildings. European Physical Journal Plus, 130: 105, pp. 1-8, doi:10.1140/epjp/i2015-15105-6.
 
Di Maio R., Piegari E., Mancini C., Scandone R., 2015: Numerical study of conductive heat losses from a magmatic source at Phlegraean Fields. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 290, 75-81, doi:10.1016/j.jvolgeores.2014.12.007.
 
Di Maio R., Piegari E., Todero G., Fabbrocino S., 2015: A combined use of Archie and van Genuchten models for predicting hydraulic conductivity of unsaturated pyroclastic soils. Journal of Applied Geophysics, 112, 249-255, doi:10.1016/j.jappgeo.2014.12.002.
 
Di Maio R., Piegari E., Rani P., Forte G., 2015: Multi-methodological geophysical approach for contamination detection in a high flood risk area (southern Italy). 21st European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, Near Surface Geoscience 2015, Turin (Italy), 6-10 September, 2015, EarthDoc, 5 pp., doi: 10.3997/2214-4609.201413787.
 
Hinderer J., Calvo M., Abdelfettah Y., Hector B., Riccardi U., Ferhat G., Bernard J.D., 2015: Monitoring of a geothermal reservoir by hybrid gravimetry; feasibility study applied to the Soultz-sous-Forêts and Rittershoffen sites in the Rhine graben. Geothermal Energy, 3(1), 16, 19 pp., doi:10.1186/s40517-015-0035-3.
 
Rani P., Di Maio R., Piegari E., 2015: High-resolution spectral analysis methods for self-potential data inversion. SEG Technical Program Expanded Abstracts, 2015, 1596-1601, doi: 10.1190/segam2015-5810869.1, 18-23 October 2015, New Orleans (USA).
 
Piegari E., Di Maio R., 2014: Simulations of landslide hazard scenarios by a geophysical safety factor. Natural Hazards, 73(1), 63-76, doi:10.1007/s11069-013-0769-9.
Di Maio R., Fabbrocino S., Forte G., Piegari E., 2014: A three-dimensional hydrogeological-geophysical model of a multi-layered aquifer in the coastal alluvial plain of Sarno River (southern Italy). Hydrogeology Journal, 22, 691-703, doi:10.1007/s10040-013-1087-8.
 
Riccardi U., Tammaro U., Capuano P., 2013.”Evaluation of the atmospheric precipitable water at local scale during extreme weather using groundbased CGPS measurements. Proceedings of 2013 IEEE Workshop on Environmental, Energy and Structural Monitoring Systems, September 11-12, 2013, Trento (Italy), 37-40 doi: 10.1109/EESMS.2013.6661699.              
 
Piegari E., Di Maio R., Avella A., 2013: Recurrence time distribution and temporal clustering properties of a cellular automaton modelling landslide events. Nonlinear Processes in Geophysics, 20, 1071-1078, doi:10.5194/npg-20-1071-2013.
 
Di Maio R., Cecere G., De Martino P., Piegari E., 2013: Electric effects induced by artificial seismic sources at Somma-Vesuvius volcano. Special Issue: Vesuvius monitoring and knowledge,Annals of Geophysics, 56(4),S0445(12), doi:10.4401/ag-6451.
 
Piegari E., Di Maio R., 2013: Estimating soil suction from electrical resistivity. Natural Hazards and Earth System Sciences, 13, 2369-2379, doi:10.5194/nhess-13-2369-2013.
 
Piegari E., Di Maio R., Scandone R., 2013: Analysis of the activity pattern of volcanoes through self-organized crack networks: the effect of density barriers. An application to Vesuvius activity in the period 1631-1944. Earth and Planetary Science Letters, 371-372, 269-277, doi: 10.1016/j.epsl.2013.03.035.
 
Piegari E., Di Maio R., Scandone R., 2012: Effects of different rock density profiles on magma ascent and on the statistical distributions of simulated eruptions. Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata, 53(4), 551-558, doi:10.4430/bgta0044.
 
De Vita P., Di Maio R., Piegari E., 2012: A study of the correlation between electrical resistivity and matric suction for unsaturated ash-fall pyroclastic soils in the Campania Region (southern Italy). Environmental Earth Sciences,67(3), 787-798, doi:10.1007/s12665-012-1531-4.
 
Di Maio R., Piegari E., 2012: A study of stability analysis of pyroclastic covers based on electrical resistivity measurements. Journal of Geophysics and Engineering, 9, 191-200, doi:10.1088/1742-2132/9/2/191.
 
Di Maio R., Meola C., Grimaldi M., Pappalardo U., 2012: New insights for conservation of Villa Imperiale (Pompeii, Italy) through non-destructive exploration. International Journal of Architectural Heritage, 6(5), 562-578, doi:10.1080/15583058.2011.593392.
 
Di Maio R., Piegari E., 2011: Water storage mapping of pyroclastic covers through electrical resistivity measurements. Journal of Applied Geophysics, 75, 196-202, doi:10.1016/j.jappgeo. 2011.07.009.
 
Piegari E., Di Maio R., Scandone R., Milano L., 2011: A cellular automaton model for magma ascent: degassing and styles of volcanic eruptions. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 202, 22-28, doi:10.1016/j.jvolgeores.2011.01.007.
 
Piegari E., Cataudella V., Di Maio R., Milano L., Nicodemi M. and Soldovieri M.G., 2009: Electrical resistivity tomography and statistical analysis in landslide modelling: a conceptual approach. Journal of Applied Geophysics, 68, 151-158, doi:10.1016/j.jappgeo.2008.10.014.