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Didattica

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Laboratorio di Misura dei parametri geofisici di rocce e suoli

Largo San Marcellino, 10 - 80138 NAPOLI
 
Responsabile  Scientifico (RADOR): 
Tel.: 081-2538377
 
 
Il laboratorio di misura dei parametri geofisici di rocce e suoli si occupa della caratterizzazione dei materiali terrestri attraverso la determinazione di parametri fisici di tipo elettrico, elastico, termico, etc, nonché delle loro variazioni al variare delle diverse proprietà fisico-strutturali dei materiali esaminati, quali porosità, fratturazione, grado di saturazione, umidità, etc.
La molteplicità di prove messe a punto è elemento fondamentale per lo sviluppo della ricerca in diversi campi della geofisica applicata: studio dei fenomeni franosi; analisi di stabilità dei versanti; caratterizzazione di sistemi acquiferi attraverso la definizione di relazioni funzionali tra parametri geofisici e idrogeologici; 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; individuazione delle cause endogene di degrado di strutture architettoniche di interesse ingegneristico e/o dei Beni Culturali.
 
Attrezzature:
  • 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 analogicoHAMEG 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
Apparato strumentale per la misura simultanea di potenziale spontaneo, resistività e velocità delle onde P
 
Sistema di misura multielettrodico (a) per la determinazione dei parametri resistività e potenziale spontaneo di provini (b) simulanti strutture architettoniche fisicamente e strutturalmente disomogenee (c)
 
Misure
La strumentazione disponibile consente di caratterizzare i campioni di roccia (o suolo) o 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.
 
Fase di saturazione dei campioni previa depressurizzazione (a) e per risalita capillare (b).
 
Esempio di misura della resistività (a) e della velocità delle onde P (b). (c) Forno per l'essiccamento dei campioni durante il ciclo di misura dallo stato saturo a quello secco.
 
 
(a) Variazione dei parametri resistività (r), velocità delle onde P (V) e potenziale spontaneo (SP) al variare del contenuto d'acqua per un campione di materiale piroclastico. (b) Modello elettrosismico per la determinazione dei parametri porosità e grado di saturazione in funzione dei dati di resistività e velocità osservati per due campioni di suolo piroclastico al variare del contenuto d'acqua. 
 
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 all'interno della struttura sottoposta a indagine, 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.
 
 
Esempio di misure di resistività e di termografia all'infrarosso su un provino (a). Modellizzazione 3D dei dati di resistività (a) e termogramma (b).
 
Attività didattiche
Il laboratorio di Misura dei parametri geofisici di rocce e suoli è anche utilizzato per le esercitazioni pratiche degli insegnamenti di Geofisica Applicata ed Esplorazione Geofisica con Metodi Elettromagnetici, nonché per lo svolgimento di tesi di laurea (triennali/magistrali) in Scienze Geologiche e di tesi di Dottorato in Scienze della Terra, dell'Ambiente e delle Risorse.