Geologia - IST
Geologia
Il settore Geologia è attivo in progetti di ricerca finalizzati alla cartografia e all’evoluzione del paesaggio geologico, a una gestione sostenibile del territorio, delle risorse geologiche ed energetiche e allo studio dell’impatto dei cambiamenti climatici sull’ambiente abiotico.
Ambiti di ricerca
La parola “territorio” evoca altre: ambiente, pericolosità, vulnerabilità, rischio, salvaguardia, valorizzazione e sviluppo sostenibile. Le scienze della Terra aumentano la consapevolezza delle risorse e dei pericoli del territorio, consentendo una gestione sostenibile del patrimonio naturale. Attività chiave nel settore Geologia includono la comprensione delle dinamiche fisiche, il monitoraggio delle aree a rischio e la creazione di modelli preventivi. La ricerca applicata si concentra sulla cartografia geologica, l’analisi dei processi di dissesto e lo sviluppo di modelli tridimensionali. Il settore offre anche servizi geologici, geofisici e geotecnici.
La cartografia geologica sintetizza e rappresenta la realtà geologica su una base cartografica e costituisce uno strumento per le sfide legate alla tutela, gestione e pianificazione del territorio e all'utilizzo sostenibile delle risorse naturali. I progetti, commissionati dal Servizio geologico nazionale di swisstopo, includono la realizzazione di carte geologiche per l’Atlante Geologico della Svizzera 1:25'000 dei fogli Mendrisio, Osogna, Biasca, Grono, Mesocco e Hinterrhein. Il rilevamento cartografico richiede una metodologia iterativa di continua e reciproca validazione tra le osservazioni discrete sul terreno e le rappresentazioni spaziali continue derivate da metodi di telerilevamento d’avanguardia.
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Il settore si occupa della creazione di carte tematiche geologiche, come quelle relative ai fenomeni di dissesto e ai pericoli naturali. Le attività comprendono rilievi e analisi del terreno con metodologie di telerilevamento e geomatica, inclusa l'analisi di immagini analogiche e digitali, nonché l'uso di modelli numerici del terreno e ortofoto.
L'uso di software specifici per la visione tridimensionale del territorio consente una visione panoramica delle forme geologiche, facilitando l'identificazione delle zone a rischio e la caratterizzazione dei processi, specialmente nelle aree difficilmente accessibili.
L'uso di software specifici per la visione tridimensionale del territorio consente una visione panoramica delle forme geologiche, facilitando l'identificazione delle zone a rischio e la caratterizzazione dei processi, specialmente nelle aree difficilmente accessibili.
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Lo studio delle aree esposte a pericoli naturali si svolge attraverso la cartografia, l’analisi, la modellazione numerica e il monitoraggio dei fenomeni di dissesto (crolli, scivolamenti, colamenti e flussi di detrito).
Le analisi di stabilità mediante i più aggiornati strumenti di calcolo e lo sviluppo di modelli numerici (espandimento frane, dinamica dei flussi di detrito, ripartizione del permafrost) permette una valutazione delle aree potenzialmente interessate da processi di instabilità dei versanti fornendo uno strumento di prevenzione essenziale per limitare i danni che derivano dai pericoli naturali.
In particolare, l’aggiornamento della cartografia e del catasto dei dissesti, unito all’utilizzo di strumenti di monitoraggio di precisione (misure inclinometriche, distanziometriche e piezometriche) consente un controllo in continuo delle zone maggiormente instabili.
Le analisi di stabilità mediante i più aggiornati strumenti di calcolo e lo sviluppo di modelli numerici (espandimento frane, dinamica dei flussi di detrito, ripartizione del permafrost) permette una valutazione delle aree potenzialmente interessate da processi di instabilità dei versanti fornendo uno strumento di prevenzione essenziale per limitare i danni che derivano dai pericoli naturali.
In particolare, l’aggiornamento della cartografia e del catasto dei dissesti, unito all’utilizzo di strumenti di monitoraggio di precisione (misure inclinometriche, distanziometriche e piezometriche) consente un controllo in continuo delle zone maggiormente instabili.
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Il settore si occupa dell’esecuzione di diverse prove geotecniche, sia in sito che in laboratorio (scopri di più sui servizi al territorio del nostro settore e TerraLab SUPSI). Queste prove permettono la determinazione delle proprietà fisiche e meccaniche sia di materiali di origine naturale, rocce e terreni, sia di materiali di riporto artificiale. I dati risultanti da queste prove forniscono una migliore comprensione del sottosuolo nell’ambito della progettazione ingegneristico-edilizia, e permettono di caratterizzare il comportamento dei fenomeni di dissesto nell’ambito dei pericoli naturali.
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Le risorse naturali sono fondamentali per lo sviluppo sostenibile di una società. Le risorse minerali forniscono materiali essenziali per l'industria e la tecnologia, mentre le risorse geotermiche offrono una fonte di energia rinnovabile e pulita. Il settore Geologia è coinvolto in progetti di valorizzazione ad alto valore aggiunto dello scarto del materiale lapideo locale attraverso la stampa in 3D di elementi architettonici. Inoltre, partecipa a un progetto di geotermia profonda che mira a quantificare l'efficienza dello stoccaggio energetico stagionale sotto forma di acqua calda negli ammassi rocciosi fratturati del Bedretto Lab.
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L'IST dispone dei seguenti droni:
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Il DJI Phantom P4 Multispectral è equipaggiato di una fotocamera multispettrale con sei lenti (RGB, Blu, Verde, Rosso, Red Edge e Infrarosso). Consente rilievi tradizionali e l'uso di indici come il Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), ideale per analisi della vegetazione.
- Il DJI Mavic 3T è dotato di una fotocamera multispettrale con tre lenti (RGB, Termica e Zoom). Grazie all’alta risoluzione della camera RGB e alla capacità di mantenere un’altitudine costante dal suolo durante il volo, questo drone permette di effettuare rilievi fotogrammetrici ad alta definizione.
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Martello a rimbalzo Schmidt digitale Proceq (modello SilverSchmidt, tipo N, con un'energia d'impatto di 2,207 Nm). Questo strumento, progettato per testare la resistenza e l'uniformità del calcestruzzo, è impiegato anche in ambito geomorfologico e nello studio dei fenomeni di dissesto per la datazione relativa dell’età di esposizione delle superfici rocciose.
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Sistema inclinometrico Slope Indicator per misurare la variazione dell’angolo di inclinazione di tubi inclinometrici (fino a 100 m di profondità). Le misure vengono svolte su due assi perpendicolari, con lo scopo di determinare l’entità di movimento e la direzione degli spostamenti per zone soggette a fenomeno di frana. I dati, acquisiti periodicamente, vengono in seguito elaborati tramite l’apposito software DigiPro2.
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Per la descrizione mineralogica ottica, il settore Geologia è dotato di:
- Un microscopio ottico a luce polarizzata Zeiss 47 20 45-9901, con una risoluzione spaziale che va dalla scala sub-centimetrica fino a qualche centinaio di micron.
- Un microscopio ottico a luce polarizzata Leica DM IRB a luce invertita, con una risoluzione spaziale che copre la scala sub-centimetrica fino a qualche centinaio di micron, ideale anche per la separazione di minerali.
- Uno stereomicroscopio binoculare Wild M3Z con sorgente luminosa, con un ingrandimento variabile da 6,5x a 40x.
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Questo strumento viene utilizzato per le indagini geotecniche in sito. In Svizzera, il penetrometro dinamico leggero comunemente impiegato è il penetrometro “Von Moos” (SN 670'417). Lo strumento è composto da diverse componenti assemblate direttamente sul campo. Un motore aziona un maglio di 30 kg, che cade da un'altezza di 20 cm e colpisce aste di 1 metro di lunghezza, le quali vengono progressivamente infisse nel terreno. All'estremità delle aste si trova una punta di 3 cm di diametro, e le aste sono prolungabili man mano che la profondità di penetrazione aumenta, fino a un massimo di circa 10-12 metri. Il numero di colpi necessari per infiggere le aste ogni 10 cm di penetrazione viene registrato, fornendo indicazioni sul tipo di terreno (argilloso, sabbioso, ghiaioso, ecc.), la densità relativa, l'angolo d'attrito, il modulo di taglio, la velocità delle onde di taglio, ecc.
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La stazione di visualizzazione 3D per immagini aeree digitali utilizza lo schermo 3D Pluraview, che assicura una visualizzazione stereo di alta qualità. Questo sistema è particolarmente utile per progetti di cartografia geologica e geomorfologica, applicati al rilievo dei depositi del Quaternario per la cartografia delll'Atlante Geologico 1:25’000 e per il rilievo di dettaglio di zone soggette a pericoli naturali. I software ERDAS IMAGINE Photogrammetry e StereoAnalyst per ArcGIS consentono di processare una vasta gamma di dati, dalle foto aeree (p.es. strips di swisstopo) e foto da drone, alle nuvole di punti ottenute da monitoraggio con laserscanner e ai dati di interferometria radar da satellite (InSAR).
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Istituto scienze della Terra
Settore geologia
Campus SUPSI Mendrisio
Via Flora Ruchat-Roncati 15
CH-6850 Mendrisio
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