Scienze Geologiche

Il corso intende fornire il linguaggio, le nozioni e gli strumenti matematici di base utili per la descrizione e la comprensione degli argomenti relativi alle discipline trattate nel corso di studi in Biologia.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere gli elementi di Teoria degli Insiemi trattati, le proprietà fondamentali degli insiemi numerici e delle operazioni in essi definite, comprendendo quali di esse vengano acquisite nell’ampliamento dell’insieme dei numeri naturali all’insieme dei numeri interi relativi e a quello dei numeri razionali, fino all’insieme dei numeri reali; conoscere le nozioni di relazione, funzione e grafico di una funzione; acquisire le conoscenze di base dell’Algebra lineare, conoscere le proprietà delle funzioni reali elementari; acquisire i concetti di limite e di continuità di una funzione reale; acquisire le conoscenze di base del calcolo differenziale ed integrale e i alcuni cenni di Probabilità e Statistica.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve saper usare le nozioni di Teoria degli Insiemi e le proprietà dei numeri e delle operazioni trattate, saper applicare i risultati di Algebra lineare alla risoluzione di sistemi lineari, saper collegare tra loro i teoremi trattati, saper applicare le nozioni sui limiti e sul calcolo differenziale allo studio dei grafici di funzioni e saper applicare i metodi di calcolo degli integrali. Deve essere in grado, ove richiesto, di dimostrare i risultati presentati e giustificare la necessita delle ipotesi mediante l'uso di opportuni esempi.

[1,5 CFU] Elementi di teoria degli insiemi (operazioni sugli insiemi, parti di un insieme, prodotto cartesiano), insiemi numerici (numeri naturali, interi, razionali e reali); relazioni e funzioni ; funzioni iniettive, suriettive, biettive; funzioni composte, inversa di una funzione; grafico. Cenni di Probabilità e Statistica.
[1 CFU] La retta reale , intervalli in R; estremi di una parte di R. Richiami su equazioni e disequazioni; intorni di un punto; cenni di geometria analitica coordinate cartesiane , retta, circonferenza, cerchio, parabola ad asse verticale.
[1 CFU] Argomenti di algebra lineare (dipendenza ed indipendenza lineare di vettori, matrici , operazioni tra matrici, determinanti , minori, rango; matrice inversa; risoluzione di sistemi lineari mediante regola di Cramer, metodo di Gauss e matrice inversa).
[2 CFU] Successioni numeriche , funzioni elementari , limiti , continuità (teoremi fondamentali).
[1,5] Basi del calcolo differenziale: derivate , regole di derivazione, estremi relativi, convessità e concavità, asintoti, studio del grafico di funzioni , teoremi fondamentali.
[1 CFU] Basi del calcolo integrale: primitive, integrale indefinito , metodi di integrazione per sostituzione e per parti, integrale definito , teoremi fondamentali.

La verifica dell'apprendimento avviene mediante esame scritto e orale.
La valutazione della prova terrà conto dei seguenti aspetti:
· conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti trattati;
· capacità di applicare le conoscenze acquisite e di collegare in modo critico i contenuti dell'insegnamento;
· autonomia di giudizio, attraverso la capacità di analizzare criticamente le tematiche affrontate e di formulare valutazioni motivate;
· capacità comunicative, con particolare riferimento alla chiarezza espositiva, alla proprietà del linguaggio disciplinare e alla capacità di sostenere e argomentare le proprie affermazioni.
I voti saranno attribuiti secondo i seguenti criteri:
· 18–20: raggiungimento dei risultati di apprendimento minimi (preparazione sufficiente);
· 21–23: preparazione più che sufficiente, con capacità di stabilire alcuni collegamenti se guidati, linguaggio disciplinare complessivamente adeguato;
· 24–26: preparazione buona, con capacità di collegamento critico dei contenuti;
· 27–28: preparazione ottima, con padronanza degli argomenti e buona autonomia di giudizio, esposizione fluida e proprietà di linguaggio;
· 29–30: pieno raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti, con piena padronanza dei contenuti, autonomia critica e proprietà del linguaggio disciplinare;
· 30 e lode: attribuibile allo studente che dimostri un livello di preparazione eccellente, con particolare originalità nell'analisi, maturità critica, capacità di approfondimento autonomo e padronanza espositiva di livello superiore.
Gli studenti con disabilità, disturbi specifici dell'apprendimento (dislessia, disgrafia, disortografia, discalculia) o difficoltà temporanee possono rivolgersi al Centro di Ateneo SInAPSi per concordare, in sede di esame, l'uso di misure dispensative e strumenti compensativi

P. Marcellini, C. Sbordone: Elementi di Analisi Matematica 1 (Liguori).
P. Marcellini, C. Sbordone: Esercitazioni di Matematica volume 1, parte I e II (Liguori).
M. Bramanti, F. Confortola, S. Salsa: Matematica per le scienze (con fondamenti di probabilità e statistica) (Zanichelli).
Esercizi preparati dal docente.

L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base: delle tecniche sperimentali di laboratorio e di campo per la quantificazione dei processi geologici attraverso l’uso di strumentazioni geofisiche; delle tecniche di calcolo per l’elaborazione dei dati; dei principali concetti teorico-pratici necessari per la rappresentazione dei rilievi geofisici.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di comprendere le problematiche relative ai diversi metodi geofisici. Deve inoltre dimostrare di sapere discutere i dati geofisici in relazione ai diversi contesti applicativi e alle precipue caratteristiche dei metodi inerenti.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve essere in grado di applicare le conoscenze acquisite sui diversi metodi geofisici in modo da elaborare i dati correttamente e di interpretare i dati elaborati in chiave geologica, ambientale, ingegneristica e archeologica.

Lezioni frontali (3 CFU)
Argomento: Introduzione alla Geofisica Applicata - Tecniche di esplorazione e applicabilità dei metodi geofisici per lo studio delle strutture superficiali e delle risorse del territorio, per la salvaguardia dell’ambiente e per la formazione professionale del geologo. Richiami di teoria dei segnali e analisi del rumore. Proprietà fisiche delle rocce. (2 ore)
Argomento: Metodi di prospezione elettrica (resistività in corrente continua, polarizzazione indotta, potenziale spontaneo) - Campi elettrici naturali e indotti; origine dei potenziali spontanei e indotti; principi fisici e metodologici; tecniche di prospezione; processing ed interpretazione delle anomalie elettriche. Case Histories (archeologia, ingegneria, rischi naturali e antropici, risorse minerarie ed energetiche). (10 ore)
Argomento: Prospezione sismica a rifrazione - Principi fisici e metodologici; sorgenti sismiche artificiali; tecniche di prospezione; analisi e interpretazione di dati sismici a rifrazione e case histories (ingegneria, rischi naturali e antropici, risorse minerarie ed energetiche). (6 ore)
Argomento: Metodi Elettromagnetici (GPR e FDEM) - Principi fisici e metodologici; acquisizione, analisi e interpretazione dei dati GPR e FDEM. Case histories (e.g., archeologia, ingegneria, rischi naturali e antropici). (6 ore)
I restanti 3 CFU dell'insegnamento di Geofisica Applicata , corrispondenti a lezioni frontali , sono erogati dal Prof. Maurizio Fedi e sono articolati come segue:
Argomento: Metodo gravimetrico - Richiami alla fisica del campo gravitazionale; Campo Gravitazionale Terrestre; principi fisici e metodologici; gravimetri; prospezioni gravimetriche; processing e interpretazione delle anomalie gravimetriche. Case Histories (archeologia, ingegneria, rischi naturali e antropici, risorse minerarie ed energetiche). (8 ore)
Argomento: Metodo magnetometrico - Richiami alla fisica del campo magnetico; Campo Magnetico Terrestre; principi fisici e metodologici; magnetometri; prospezioni magnetiche; processing ed interpretazione delle anomalie magnetiche. Case Histories (archeologia, ingegneria, rischi naturali e antropici, risorse minerarie ed energetiche). (8 ore)
Argomento: Metodi di prospezione sismica - Richiami alle equazioni d’onda e velocità delle onde sismiche; moduli e parametri elastici dinamici e statici; attenuazione dell’energia sismica; principio di Huygens; Leggi di Snell e di Zoeppritz. (2 ore)
Argomento: Prospezione sismica a riflessione . Principi fisici e metodologici; sorgenti sismiche artificiali; tecniche di prospezione; analisi e interpretazione di dati sismici a riflessione e case histories (ingegneria, rischi naturali e antropici, risorse minerarie ed energetiche). (6 ore)

La valutazione dell’esame finale è espressa in trentesimi: il voto minimo per il superamento della prova è 18/30 e il voto massimo è 30/30 cum laude.

Testi consigliati
Sharma P. V., Environmental and engeneering geophysics, Cambridge University Press, 1997.
Reynolds J. M., An introduction to applied and environmental geophysics, Wiley, 1997.
Jol H. M. (Editor) Ground Penetrating Radar: Theory and Applications, Elsevier, 2009.
Yilmaz O., Seismic data analysis, processing, inversion and interpretation of seismic data, SEG, vol.1, 2001.
Carrara, A. Rapolla, N. Roberti, I metodi geoelettrico e sismico per le indagini superficiali del sottosuolo, Liguori Ed., Napoli (Italy), 2012, ISBN-13: 978-88-207-5648-2.
Fedi M., Rapolla A., I metodi gravimetrico e magnetico nella geofisica della Terra solida, Liguori Ed., Napoli (Italy), ISBN: 9788820721015