37139 - INGEGNERIA DEGLI ACQUIFERI T

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Acqua pulita e servizi igienico-sanitari Imprese innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili Lotta contro il cambiamento climatico

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire le conoscenze di base sulle leggi che governano il moto delle acque nelle falde acquifere sotterranee confinate e non confinate. Problematiche relative all'inquinamento dei suoli e delle acque. Leggi che governano il trasporto di inquinanti solubili in acqua. Prove di pozzo per la misura dei parametri dei suoli. Tecniche di costruzione e gestione di pozzi per acqua. Tecniche numeriche per la simulazione del comportamento degli acquiferi.

Contenuti

Prerequisiti
All’allievo che accede a questo insegnamento è richiesto di conoscere e saper adeguatamente utilizzare le nozioni basilari matematiche del calcolo differenziale. Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Programma
Il corso è concettualmente suddiviso in 2 parti una di circa 45 ore e l'altro di 15 ore. La prima pone le basi teoriche mentre la seconda le applica attraverso esperienze di laboratorio. A causa to dei problemi pandemici questa suddivisione potrebbe subire variazioni. 

Parte 1
Elementi di idrogeologia: tipi di falde, tipi di suoli, acqua nel suolo, granulometria dei suoli, porosità, conducibilità idraulica, bagnabilità, curve di ritenzione. Leggi del moto dei fluidi in mezzi porosi: teorema di conservazione della massa, legge di Darcy, modello di acquifero confinato e freatico in due dimensioni (2D), modello di pozzo in acquifero confinato e freatico. Soluzione di Theis dell'equazione della diffusività per pozzo in falda confinata. Soluzione di Cooper-Jacob per pozzo in falda confinata e in falda freatica. Principio di sovrapposizione degli effetti. Soluzione dell'equazione della diffusività per pozzo ad abbassamento prefissato. Flusso parallelo: falda confinata a spessore costante in regime stazionario, falda semiconfinata a spessore costante in regime stazionario, falda confinata a spessore variabile in regime stazionario, falda semiartesiana in regime stazionario, falda freatica in regime transitorio, falda freatica in regime stazionario, falda freatica a due strati sovrapposti con diversa conducibilità idraulica, falda freatica con variazione orizzontale della conducibilità idraulica, falda freatica in regime stazionario, falda freatica con alimentazione verticale in regime stazionario. Identificazione dei parametri di immagazzinamento S e trasmissività T degli acquiferi mediante prove di produzione in pozzi in falda confinata ed in falda freatica in regime stazionario ed in regime transitorio: metodi di Thiem, Theis. Cenni ai metodi di Chow, Jacob, Jacob-Lohamm, Hantus-Jacob, Stalman-Bower, Neuman. Metodi di perforazione dei pozzi ad acqua, completamento dei pozzi, filtri e dreni, chiusura intercapedine foro-colonna, messa in produzione, prove di pozzo, capacità specifica e efficienza di un pozzo. Moto nella zona parzialmente satura del sottosuolo: equazioni per modello di flusso di due fasi non miscibili (aria, acqua), curve di ritenzione e di permeabilità relativa, legge di Darcy generalizzata per il moto polifase, equazioni per modello di flusso nell'insaturo quando si considera la fase aria immobile, equazione di Richards in 1D. Modello semplificato di Green-Ampt per calcolare l'infiltrazione dell'acqua in suolo parzialmente saturo. Trasporto di inquinanti solubili in acqua: equazione del trasporto, soluzioni analitiche dell'equazione del trasporto in 1D e 2D, sorgenti dell'inquinamento, tipi di inquinamento, misure preventive, misure di emergenza e modalità di indagine, interventi di contenimento e di bonifica, controllo dell'efficacia degli interventi di bonifica dei terreni. Introduzione alla metodologia di studio degli acquiferi mediante simulazione numerica.

Parte 2
La parte 2 del corso prevede attività pratica di laboratorio, da svolgersi in gruppi. Verranno eseguite le seguenti misure:
• Permeabilità assoluta all'acqua, a carico costante e carico variabile, su campioni consolidati e non consolidati;
• Permeabilità assoluta al gas;
• Valutazione della distribuzione granulometrica di una sabbia;
• Densità di campioni consolidati: densità bulk, dei solidi e tal quale;
• Porosità di campioni consolidati;
• Viscosità e densità dei fanghi di perforazione.
Inoltre, verranno insegnati i concetti base della teoria degli errori per la corretta analisi dei dati misurati.

Testi/Bibliografia

Dispense fornite dal docente.

Metodi didattici

Parte 1 : le lezioni saranno di tipo tradizionale con dimostrazioni svolte alla lavagna e con esercitazioni riguardanti gli argomenti trattati durante le lezioni.


Parte 2: sono previste esperienze di laboratorio per le quali lo studente è tenuto a realizzare una relazione che sarà oggetto di discussione durante l'esame.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La modalità di verifica dell'apprendimento si attuerà attraverso un colloquio orale per valutare le capacità critiche e metodologiche maturate dallo studente, il quale sarà invitato a confrontarsi con le tematiche affrontate durante il corso. Particolarmente valutate saranno le capacità dello studente di sapersi muovere anche all'interno delle fonti e del materiale bibliografico al fine di saper individuare in essi le informazioni utili che gli permettano di illustrare gli aspetti propri dell'Ingegneria dei giacimenti di idrocarburi. Il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi affrontati a lezione congiunta alla loro utilizzazione critica, la dimostrazione del possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico saranno valutati con voti di eccellenza. La conoscenza per lo più meccanica e/o mnemonica della materia, capacità di sintesi e di analisi non articolate e/o un linguaggio corretto ma non sempre appropriato porteranno a valutazioni discrete; lacune formative e/o linguaggio inappropriato – seppur in un contesto di conoscenze minimali del materiale d'esame - condurranno a voti che non supereranno la sufficienza. Lacune formative, linguaggio inappropriato, mancanza di orientamento all'interno dei materiali bibliografici offerti durante il corso non potranno che essere valutati negativamente.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna luminosa, Proiettore, Personal Computer, Strumentazione di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Villiam Bortolotti