Idrogeologia - IST
Idrogeologia
Il settore Idrogeologia realizza ricerca, consulenza e formazione per una gestione sostenibile delle risorse idriche sotterranee, in Svizzera, in Europa e in paesi in via di sviluppo attraverso progetti di cooperazione.
Ambiti di ricerca
L'acqua sotterranea soddisfa circa l'80% della domanda di acqua potabile nel Cantone Ticino. L'Idrogeologia, una branca delle scienze della Terra, studia la distribuzione, il movimento e la qualità di queste acque. La ricerca nel settore è orientata a comprendere e affrontare le sfide poste dal crescente utilizzo delle risorse idriche e dal cambiamento climatico, cercando soluzioni sostenibili. Il nostro lavoro si concentra principalmente sullo studio dell'interazione tra le acque sotterranee e le acque superficiali, come fiumi e laghi, sull’uso delle acque sotterranee come vettore energetico e sulla protezione delle fonti di acqua potabile. Le principali tecniche impiegate includono modelli matematici, prospezioni geofisiche, prove di tracciamento e monitoraggio in continuo per comprendere e prevedere il comportamento delle acque nel sottosuolo.
Le acque sotterranee assicurano la maggior parte dell’approvvigionamento d’acqua per i principali utilizzi della nostra società. Il settore Idrogeologia vanta un’esperienza pluriennale nella fornitura di servizi di consulenza in materia di protezione e gestione delle risorse idriche. È inoltre attivo in progetti di ricerca, sia a livello nazionale sia internazionale. Nella sua attività di supporto alla gestione delle risorse idriche, Il settore utilizza in modo integrato la modellazione idrogeologica, la geochimica, la geofisica e altre tecniche aumentando in questo modo la conoscenza sui diversi comparti del Ciclo Idrologico e le loro relazioni. L’aumento della conoscenza ha come obbiettivo la presa informata di decisioni che riguardano lo sfruttamento, la valutazione dell’impatto di alcuni interventi sul ciclo idrologico e sulle fonti ad uso potabile, la gestione dei conflitti tra diversi utenti della stessa risorsa.
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La gestione sostenibile delle risorse idriche passa anche dalla raccolta di dati che permettono di comprendere il loro comportamento nel tempo. Il settore ha disegnato la rete di monitoraggio delle acque sotterranee dei principali acquiferi del Cantone Ticino per mandato dell’Amministrazione Cantonale e ne cura la gestione, occupandosi della raccolta e dell’interpretazione dei dati così come della manutenzione dell’infrastruttura. Tale rete ha più di 100 punti di osservazione, di cui 21 attrezzati con strumenti con rilevamento automatico della temperatura, del livello e della conducibilità elettrica delle acque. Le informazioni ricavate dalla rete permettono di seguire l’evoluzione temporale dei parametri misurati. I dati sono successivamente elaborati e messi a disposizione del pubblico attraverso i portali web GESPOS e OASI. Il settore idrogeologia fornisce anche consulenze per enti privati e per l’Amministrazione cantonale riguardo all’applicazione delle leggi per la protezione delle acque e dell’ambiente.
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Il settore Idrogeologia collabora con università, amministrazioni pubbliche ONG e aziende, di paesi emergenti, per la realizzazione di progetti di ricerca indirizzati alla salvaguardia dell’ambiente e alle sue risorse idriche. Alcuni progetti esempio di queste collaborazioni sono la cartografia della vulnerabilità delle acque sotterranee nelle regioni carsiche, applicazione degli isotopi stabili allo studio delle risorse idriche in aree di aridità estrema, l’ottimizzazione delle soluzioni tecniche per la fornitura d’acqua considerando gli aspetti culturali delle popolazioni obiettivo, valutazione degli interventi di ripristino di pozzi ad uso potabile in seguito inondazioni. Alcuni paesi nei quali il settore ha lavorato sono: Chad, Indonesia, Cuba, Argentina, Pakistan.
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In Svizzera, così come in Canton Ticino, è molto diffuso l’utilizzo del calore contenuto nel sottosuolo per climatizzare gli edifici e tale calore rappresenta un fulgido esempio di energia rinnovabile. Il prelievo o apporto di calore nel sottosuolo e in particolare nelle acque sotterranee può però condurre, nel lungo periodo, a delle problematiche relative soprattutto alla qualità della risorsa. Negli ultimi anni il settore Idrogeologia si è specializzato sul tema della geotermia superficiale, trattando impianti sia a circuito chiuso sia aperto, valutandone l’impatto sulle acque sotterranee e la sostenibilità termica nel medio/lungo periodo. Tra le ricerche e i servizi che svolgiamo su questo tema ci sono la mappatura del potenziale geotermico per impianti chiusi e aperti, lo studio dell’impatto termico di impianti nuovi o esistenti sulle acque sotterranee e gli effetti provocati da un’alta densità di impianti in acquiferi urbani.
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L'EM38 della Geonics è uno strumento portatile utilizzato per misurare la conducibilità elettrica apparente del suolo fino a una profondità di circa 1,5 metri. Operando a una frequenza di 14,6 kHz, è ideale per applicazioni in agricoltura di precisione, gestione delle risorse idriche, rilevazione di contaminazioni del suolo e studi ambientali. Fornisce dati in tempo reale, permettendo di identificare variazioni nelle proprietà del suolo come umidità e salinità. La sua facilità d'uso e portabilità lo rendono uno strumento pratico per indagini rapide e accurate sul campo.
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Un fluorimetro è uno strumento utilizzato per misurare la fluorescenza di sostanze, impiegato nelle prove di tracciamento per rilevare traccianti fluorescenti nell'acqua. Funziona eccitando la sostanza con una sorgente di luce e misurando la luce emessa. Composto da una sorgente di luce, una cella di campionamento, filtri ottici e un rivelatore, il fluorimetro è estremamente sensibile e preciso. È utilizzato in idrogeologia per tracciare il percorso dell'acqua sotterranea, studi ambientali per monitorare inquinanti e in vari processi industriali, offrendo alta sensibilità, specificità e velocità nelle misurazioni senza alterare il campione.
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La misurazione in loco dei parametri fisico-chimici delle acque è cruciale durante gli studi di campo e il prelievo di campioni, poiché questi ultimi possono subire variazioni di composizione prima di arrivare in laboratorio. Il multimetro portatile HACH permette la rilevazione in sito di pH, potenziale redox, conducibilità, solidi disciolti totali, resistività, salinità e ossigeno disciolto. Oltre a questo strumento, ideale per l'uso all'aperto grazie ai suoi elettrodi robusti e ai cavi intercambiabili di varie lunghezze, disponiamo di un kit per la misurazione dell'alcalinità direttamente sul campo. Questo parametro, infatti, può subire variazioni significative nelle acque dopo il campionamento, rendendo la misurazione in loco fondamentale per ottenere dati accurati.
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Una pompa di tipo bladder, o a membrana, utilizza una membrana flessibile all'interno di un contenitore rigido per muovere fluidi con precisione. La membrana, realizzata in materiali resistenti, si espande e si contrae per aspirare ed espellere il fluido, controllando il flusso e la pressione. Queste pompe offrono vantaggi come isolamento del fluido, durata e precisione, rendendole ideali per applicazioni in trattamento delle acque, industria medica, alimentare ed energetica. Il loro design consente un funzionamento igienico e privo di contaminazioni, con una lunga vita operativa anche in condizioni intensive.
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La tecnica della sismica passiva è un metodo geofisico che utilizza le vibrazioni naturali del terreno, come il rumore ambientale o le onde sismiche generate da terremoti lontani, per studiare le caratteristiche geologiche del sottosuolo. A differenza della sismica attiva, che richiede l'uso di una fonte artificiale di energia (come esplosivi o vibroseis), la sismica passiva si basa sulla registrazione continua delle onde sismiche tramite una rete di sismometri. Questa tecnica permette di ottenere informazioni sulla struttura e la composizione del sottosuolo, come la profondità e le proprietà delle diverse strati geologici, ed è particolarmente utile per la ricerca di risorse naturali, la valutazione del rischio sismico e lo studio delle dinamiche tettoniche. La sismica passiva è non invasiva, economica e può essere applicata in aree difficilmente accessibili o sensibili.
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Utilizzata per ispezionare e valutare visivamente lo stato dei pozzi, di piezometri e sondaggi. Questo strumento permette di identificare sia la profondità effettiva del pozzo (che può variare negli anni causa insabbiamento) sia i problemi strutturali come lo stato dei filtri, la corrosione, la presenza di biofilm, le rotture e gli accumuli di sedimenti.
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Istituto scienze della Terra
Settore idrogeologia
Campus SUPSI Mendrisio
Via Flora Ruchat-Roncati 15
CH-6850 Mendrisio
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