Esplorazione geofisica e modellazione di fenomeni di rischio naturale
Staff: Prof. R. Di Maio, Prof. U. Riccardi, Dr. M. La Manna
Dottorandi: Dr. R. Buonaiuto, Dr. C. Califano, Dr. R. Casolaro
L'attività di ricerca si sviluppa su due principali linee di studio:
- Esplorazione del sottosuolo per l’analisi di strutture geologiche e/o antropiche sia superficiali che profonde;
- Modellazione di fenomeni di origine naturale (o antropica) per la determinazione di scenari di pericolosità, con particolare riferimento ai rischi sismico, vulcanico, idrogeologico, alla contaminazione di suoli e falde acquifere e scenari di sfruttamento geotermico.
Per quanto riguarda l'esplorazione del sottosuolo, l'attività di ricerca si concentra principalmente sull'impiego di metodi di prospezione geoelettrica ed elettromagnetica per la caratterizzazione delle sorgenti di anomalia in diversi ambiti applicativi. La modellazione di fenomeni di origine naturale e/o antropica, invece, viene sviluppata sia attraverso l'integrazione e l'interpretazione di dati di diversa natura, sia tramite l'utilizzo di metodi numerici della geofisica e della fisica statistica.
Principali temi di ricerca:
- Rilievi geofisici (geoelettrica, magnetometria, GPR, FDEM, TDEM) applicati a problematiche idrogeologiche, ingegneristiche, geo-ambientali e archeologiche
- Tecniche di misura e interpretazione integrata di dati di microgeofisica (geoelettrica, GPR) e termografici per la valutazione dello stato di conservazione di strutture architettoniche
- 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
- Effetti elettrosismici per l’individuazione di possibili precursori di eventi sismici o vulcanici
- Modelli idro-geofisici per la stima della contaminazione di suoli e falde e per la simulazione della propagazione di fluidi contaminati
- Modelli di velocità e di attenuazione derivati da registrazioni di rumore sismico in ambiente vulcanico
- Modellazione e monitoraggio delle deformazioni superficiali del suolo attraverso l’integrazione di dati geodetici (GNSS, InSAR), geologici, idrologici e climatici
- Modellazione e monitoraggio delle variazioni temporali di gravità in aree vulcaniche attive e di sfruttamento geotermico con tecniche di gravimetria ibrida, ossia attraverso l’integrazione di misure gravimetriche discrete relative ed assolute e registrazioni in continuo
- Modellazione e simulazione termo-fluido dinamica di sistemi idrotermali e geotermici mediante misure geoelettriche, magnetotelluriche e gravimetriche discrete ed in continuo.
Simulazione della risalita di CO2 lungo una zona di faglia attiva
Modello di velocità 1D per l’isola d’Ischia (Napoli) utilizzando il campo d’onda diffuso del rumore sismico (c). Risultati dell'inversione congiunta dei dati di dispersione (a) e rapporto spettrale H/V medio (b).
Registrazione gravimetrica acquisita al Vesuvio (curva blu) e segnale residuo (curva rossa) dopo rimozione delle variazioni di gravità dovute alle maree e agli effetti meteo-marini.
Gravimetria ibrida per il monitoraggio di un reservoir geotermico.
(a) Mappa morfo-strutturale dell'isola di Vulcano. (b) Risultati della simulazione termo-fluidodinamica: sezioni trasversali N-S ed E-O delle distribuzioni simulate di temperatura (in alto) e di pressione parziale di CO₂ (in basso).Principali collaborazioni nazionali:
- Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Università di Padova
- Dipartimento di Ingegneria, Università di Perugia
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università di Napoli Federico II
- Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Università di Napoli Federico II
- Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Sezione di Roma
- INGV, Osservatorio Vesuviano, Sezione di Napoli
- INGV, Sezione di Grottaminarda
- Istituto Superiore per la protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), Roma
Principali 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
- Department of Earthquake Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
- Department of Geophysics, Faculty of Science, Cairo University, Giza, Egypt
- Institute of Earth Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem, Israel
- École et Observatoire de Sciences de la Terre, University of Strasbourg, France
- Institute de Physique du Globe, Strasbourg, France
- Grupo de Investigación Geodesia de la Universidad Complutense de Madrid, Madrid, Spain
- GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam, Germany
