La geofisica è l'applicazione dei principi della fisica allo studio della Terra. In modo analogo alle scienze mediche in geofisica si utilizzano metodi di indagine di tipo indiretto per evidenziare la presenza di corpi o strutture nel sottosuolo attraverso la misura delle variazioni di alcuni parametri fisici nel sottosuolo stesso. Le indagini geofisiche sono già uno strumento standard per gran parte degli archeologi, degli architetti e degli ingegneri in molte parti dell'Europa e negli Stati Uniti. In Italia l'utilizzo della geofisica si è andato a sviluppare molto lentamente. Oggigiorno, però, i metodi di prospezione geofisica cominciano ad essere sempre più frequentemente adoperati nell'indagine di siti di interesse archeologico e, in generale, nello studio di problemi inerenti sia il patrimonio culturale che quello ambientale. L'attività di ricerca all'interno dell'Istituto per i Beni Archeologici e Monumentali-CNR nel campo della "geofisica applicata" riguarda sia l'applicazione che lo sviluppo, hardware e software, di diverse metodologie geofisiche, quali Ground Penetrating Radar (GPR), Tomografia di Resistività Elettrica (ERT), Polarizzazione Indotta (PI), Potenziale Spontaneo (PS), Magnetometria (MAG ), elettromagnetico EM, Time Domain Reflectometry (TDR), Sismico (rifrazione, riflessione, tomografico) per onde P ed S, analisi multicanale delle onde di superficie (MASW), rifrazione dei microtremori ReMi, rapporti spettrali H/V (HVSR), per la caratterizzare geofisica del sottosuolo, per l'individuazione 3D di strutture di interesse archeologico, per lo studio ed il monitoraggio dello stato di conservazione dei beni monumentali e del patrimonio costruito sia esso storico che moderno, per il monitoraggio e lo studio dei geo-rischi come il rischio idrogeologico ed ambientale, per il monitoraggio dello stato di conservazione delle strutture arboree in aree urbane. Alcuni dei risultati più importanti della ricerca hanno consentito lo sviluppo di algoritmi innovativi: i) per il calcolo della probabilità di crollo a lungo termine di strutture ipogee in territori carsici; ii) basati sulla geometria di Finsler per l'inversione di dati tomografici acquisiti attraverso le metodologie sismica e GPR; iii) per la stima dell'attenuazione del segnale elettromagnetico in mezzi porosi (importante per es. per lo studio del degrado dei beni monumentali); iv) per la realizzazione di modelli lineari e non lineari per l'analisi di serie temporali di dati geofisici. Inoltre lo studio dell'influenza dei parametri strumentali sul rapporto segnale/ rumore ha consentito di implementare nuove tecniche di acquisizione dei dati geofisici.
Diversi sono stati i riconoscimenti e premi legati alla qualità dell'attività di ricerca e della produzione scientifica internazionale. Attualmente l'attività di ricerca, svolta nell'ambito di progetti internazionali e nazionali, è rivolta a:
- metodi geofisici applicati all'archeologia;
- integrazione di metodi fisici e geofisici per l'analisi non distruttiva di beni monumentali;
- indagini geofisiche integrate per studi geologici, geotecnici, idrogeologici e ambientali;
- metodi geofisici applicati all'ingegneria e alla geotecnica;
- acquisizione e trattamento dei dati di sismica a riflessione, a rifrazione e tomografia sismica in trasmissione e a rifrazione per la caratterizzazione fisico-meccanica dei materiali;
- metodi geofisici applicati per la diagnostica non invasiva di strutture arboree e all'individuazione dell'apparato radicale;
- metodi geofisici applicati per la diagnostica non invasiva di strutture in cemento armato;
- studio della stabilità dei fronti di frana;
- studio della stabilità delle falesie;
- studio della stabilità di monumenti di notevole importanza storico-archeologica;
- studio della desertificazione;
- studio dei rischi idrogeologici e di dissesto in centri urbani;
- studio della diffusione di inquinanti nel sottosuolo;
- studio delle discariche controllate (caratterizzazione geofisica di siti da adibire a discarica);
- certificazione energetica degli edifici;
- caratterizzazione dei siti per installazione di centrali a biomasse, termovalorizzatori e discariche rsu;
- studio geofisico dei serbatoi geotermici.
Focus