Effetto dell’elettrocinetica sui suoli sensibili
I terreni soffici di tutto il mondo sono vulnerabili alle frane e all’insediamento di edifici e infrastrutture. Queste minacce sono state affrontate dai ricercatori che hanno sviluppato tecniche innovative per il campionamento, la caratterizzazione e la manipolazione delle argille naturali delicate. Il progetto EMPIRIC ha studiato l’effetto dell’elettrocinetica sul comportamento idromeccanico relativo alle argille marine, utilizzando una combinazione di tecniche adottate dalla scienza dei materiali, in geotecnica e in ingegneria elettrica. I ricercatori hanno cominciato con l’analisi comparativa di una serie di test idromeccanici dalla scala di grandezza nanometrica fino al centimetro, su campioni di alta qualità. Il risultato è stato uno studio sistematico della qualità dei campioni provenienti da terreni svedesi. Le attrezzature triassiali esistenti sono state inizialmente modificate per testare campioni di diverse dimensioni e per l’applicazione della corrente elettrica. Un nuovo tipo di cella triassiale, originariamente sviluppata per la microfluidica, è stata creata in modo tale da poter essere azionata da pompe a siringa prive di onda capillare. Ciò ha permesso di ottenere campioni sia di piccole dimensioni (2 mm di diametro x 10 mm di altezza) sia grandi (50 mm di diametro x 100 mm di altezza), con una precisione di controllo migliora rispetto alle apparecchiature disponibili in commercio. Inoltre, l’innovativo utilizzo di pompe a siringa ha aperto una nuova area di applicazioni per le PMI che le ha sviluppate. Due nuove tecniche sono state utilizzate con successo per il monitoraggio delle variazioni del materiale argilloso su piccola scala di grandezza. Quindi, la correlazione di immagini digitali 2D e di volume 3D hanno permesso di testare i campioni più piccoli per ottenere il campo di deformazione, attraverso prove di deformazione per compressione sul piano 1D. Inoltre, i test di tomografia 3D sono stati condotti utilizzando una sorgente di sincrotrone a raggi X per migliorare la bassa risoluzione temporale. Gli approfondimenti realizzati attraverso il progetto EMPIRIC costituiranno la base per ulteriori ricerche e nuovi modelli continui in grado di affrontare gli effetti elettrocinetici in quanto a formulazione e convalida di questi modelli, per le argille marine testate.
Parole chiave
Elettrocinetica, argille marine, idromeccanico, EMPIRIC, cella triassiale
