L'Area svolge la propria attività di ricerca nell'ambito della Geofisica applicata a problematiche ingegneristiche, ambientali, geologiche ed archeologiche sia in ambiente terrestre che acquatico, tramite la derivazione di nuove formulazioni teoriche, l’esecuzione di misure sperimentali, l'elaborazione e l'interpretazione dei dati e lo sviluppo di software dedicati.
In particolare, l’attività di ricerca è finalizzata a produrre: i) avanzamenti teorici nell’ambito dei meccanismi che governano la propagazione nel sottosuolo e nei materiali antropici di segnali geofisici di diversa natura (sismici, elettrici, elettromagnetici, magnetici etc.); ii) sperimentazioni in laboratorio e in sito di nuove metodologie/protocolli di indagine, per migliorare la capacità diagnostica dei metodi geofisici per le applicazioni suddette.

Per le sperimentazioni in sito, l’Area utilizza e sviluppa le seguenti tecniche d’indagine:
- Indagini sismiche di superficie:

• Sismica a riflessione mono/multicanale ad onde P ed S
• Tomografia sismica a rifrazione ad onde P ed S
• Indagini che impiegano le onde di superficie (MASW)
• Misure di rumore sismico ambientale (HVSR)
• Indagini batimetriche Multi-Beam (MBES)

- Indagini sismiche in foro:

• Down-hole e Cross-hole ad onde P ed S
• Tomografia in foro ad onde P ed S
• Misure di attenuazione

- Indagini geoelettriche:

• Tomografia elettrica di resistività (ERT)
• Tomografia di Polarizzazione Indotta (IP)

- Indagini magnetiche/elettro-magnetiche:

• Indagini magnetometriche differenziali
• Indagini elettromagnetiche a bassa frequenza
• Indagini georadar con sistema multi-antenna

Aspetti teorico-numerici:

• Inversione congiunta di dati geofisici sismici ed elettrici sia strutturale [1] che petrofisica [2] (in corso)
• Applicazione di tecniche di Machine Learning per l’interpretazione congiunta dei dati geofisici elettrici [2] (in corso)
• Modellazione full-decay dell’effetto IP e inversione multi-parametrica con modello Cole-Cole [6] (in corso)
• Inversione probabilistica di dati geofisici sismici ed elettrici (simulated annealing) [3]
• Inversione tomografica 2D e 3D di dati di resistività e polarizzazione indotta nel dominio del tempo e della frequenza [2]
• Tecniche di inversione innovative per la riduzione della non univocità della soluzione [3] e per l’analisi a posteriori dei modelli geofisici [4]
• Derivazione analitica delle curve di dispersione delle onde di Rayleigh [7]
• Derivazione analitica della sensibilità della funzione di ellitticità delle onde di Rayleigh in un semispazio a strati piano-paralleli [8]
• Derivazione analitica dell’equazione per il potenziale elettrico in campo complesso in mezzi a geometrica cilindrica [9]

Studi sperimentali ed applicazioni:

• Applicazione integrata di metodi geofisici per lo studio di problematiche ingegneristiche in siti a rischio franosità [10] e per la valutazione della Risposta Sismica Locale [11]
• Confronto tra metodi per la determinazione in sito della velocità di propagazione delle onde di taglio (in foro e dalla superficie) [12]
• Utilizzo integrato di metodi elettrici e sismici attivi e passivi per l’individuazione di faglie in zona sismica a profondità significative [13]
• Utilizzo integrato di tecniche elettriche di resistività e polarizzazione indotta per la caratterizzazione di discariche di RSU [14]
• Indagini in laboratorio di Polarizzazione Indotta Spettrale (misure di resistività complessa a diverse frequenze) su modelli fisici 3D per il monitoraggio di siti contaminati [15] e di interventi di bonifica [16]
• Utilizzo di tecniche geofisiche integrate per la valutazione dell’integrità di dighe in esercizio [17] e di pavimentazioni aeroportuali [18]
• Metodi integrati per la ricerca di cavità, sia in ambiente urbano [19] che naturale (sink-holes) [20]
• Utilizzo di tecniche geofisiche integrate (tomografia sismica, tomografia elettrica, georadar) per la salvaguardia dei beni culturali [21] e per la diagnosi di edifici [22]
• Rilievi batimetrici Multibeam in ambiente acquatico ad alta risoluzione per la ricostruzione e caratterizzazione sedimentaria e batimetrica dei sedimenti dei fondali marino, fluviale e lacustre, la salvaguardia ambientale, la salvaguardia delle zone costiere e la tutela dell’habitat marino (in collaborazione con il CNR-IGAG) [23] (in corso)

Bibliografia:

1. Penta de Peppo G., Cercato M., De Donno G. (2024): 10.1093/gji/ggae326
2. De Donno et al. (2024):
3. Cercato M. (2011). 10.1111/j.1365-2478.2010.00922.x
4.  
5.  
6. De Donno G., Cardarelli E. (2017). 10.3997/1873-0604.2016037
7. Cercato M. (2009). 10.1111/j.1365-2478.2007.00719.x
8. Cardarelli E., De Donno G. (2019). B978-0-12-812429-1.00002-7
9. Piegari E., De Donno G., et al. (2023). 10.5194/egusphere-egu22-7503, 2022
10. De Donno G., Cercato M. (2022): under review
11. Cercato M. (2007). 10.1111/j.1365-246X.2007.03383.x Cercato M. (2018). 10.1093/gji/ggx558
12. 9. De Donno G. (2013). 10.1111/1365-2478.12013
13. 10. Martino S., Cercato M., et al. (2020). 10.1016/j.enggeo.2019.105427
14. 11. Cercato M., De Donno G., et al. (2020). 10.1016/j.enggeo.2019.105463
15. 12. Cercato M. et al. (2010). 10.3997/1873-0604.2009053
16. 13. Cercato M., De Donno G., et al. (2021). 10.1002/nsg.12147
17. 14. De Donno G., Cardarelli E. (2017). 10.1016/j.wasman.2016.11.020
18. 15. De Donno G., Cardarelli E. (2014). 10.3997/1873-0604.2014016
19. 16. Cercato M., De Donno G. (2020). 10.1016/j.jappgeo.2020.103980
20. 17. Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. (2014). 10.1016/j.jappgeo.2014.04.007
21. 18. Orlando L., Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. (2017). 10.1016/j.jappgeo.2016.11.024
22. 19. Cardarelli E., Cercato M., et al. (2010). 10.1111/j.1365-2478.2009.00854.x
23. 20. Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. et al. (2014). 10.3997/1873-0604.2013051
24. 21. Orlando L., Cardarelli E., Cercato M., De Donno G. (2015). 10.1002/arp.1509
25. 22. De Donno G., et al. (2017). 10.1016/j.conbuildmat.2017.06.112
26. 23. Rende S.F., Bosman A., et al. (2020). 10.3390/JMSE8090647

• CNR - IGAG
• INGV
• Università di Napoli "Federico II"

L’Area svolge le seguenti attività in convenzione/conto terzi, rivolte ad enti pubblici e privati:
- Esplorazione del sottosuolo con tecniche geofisiche (determinazione della geometria e dell’assetto geologico e stratigrafico).
- Verifica e controllo di infrastrutture e opere d’ingegneria civile: indagini non invasive su strutture e infrastrutture (gallerie, dighe, viadotti, edifici etc.)
- Caratterizzazione dinamica dei terreni, determinazione della VSeq (ai sensi delle Norme Tecniche sulle Costruzioni)
- Definizione della Risposta sismica Locale (studi di Microzonazione Sismica)
- Indagini ambientali su siti contaminati, discariche controllate e non, monitoraggio ambientale.
- Indagini per la caratterizzazione dei sedimenti in ambiente acquatico (mare, fiumi, laghi)
- Indagini archeologiche non invasive
- Mappatura di sottoservizi
- Sviluppo di algoritmi e software per l'interpretazione di dati geofisici
- Consulenza per l’esecuzione di indagini geofisiche
- Controllo della qualità e validazione di dati geofisici
- Servizio di elaborazione ed interpretazione dati
- Attività di Formazione e aggiornamento per professionisti e personale di Enti e Amministrazioni pubbliche