Applicazione della tecnologia TDR per la misura estesa dell’umidità dei terreni

1 INTRODUZIONE Le informazioni sull’ umidità dei suoli sono di fondamentale importanza per numerosi studi ingegneristici ,data la stretta correlazione tra le proprietà meccaniche dei terreni con il loro contenuto d’acqua, ed agronomici. Nell’ingegneria idraulica e geotecnica il monitoraggio e la misura diretta del contenuto d’acqua, insieme con altri fattori condizionanti la stabilità dei pendii ( quali la suzione, le piogge, la temperatura, la velocità del vento e la radiazione solare), costituiscono una fase indispensabile per la comprensione e prevenzione dei fenomeni di innesco di colate di fango e forniscono dunque un utile contributo di conoscenze nelle varie fasi di gestione di un pendio. Infatti, secondo l’esperienza finora maturata, l’innesco delle colate di fango è molto rapido e l’evoluzione degli spostamenti precedenti la rottura si sviluppa in un intervallo di tempo troppo breve per trarne informazioni utili ai fini di protezione civile; ciò detto, non appaiono di particolare rilievo le misure di spostamenti superficiali e profondi quanto invece sono determinanti le misure riguardanti la temperatura e l’umidità dei suoli. Il contenuto d’acqua delle coltri piroclastiche su pendio, è soggetto a continue variazioni di tipo stagionale in dipendenza dei fattori climatici. Dal piano campagna, le perturbazioni prodotte dai fattori climatici si propagano nel sottosuolo con velocità regolata dalle proprietà idrauliche dei terreni. In punti particolari ubicati in profondità, possono verificarsi risposte relativamente rapide anche in relazione a precipitazioni molto brevi, a causa di condizioni singolari dovute a collegamenti idraulici preferenziali con il piano campagna per la presenza di fratture aperte, di scavi, di livelli continui di terreno molto permeabile. I meccanismi di infiltrazione dipendono quindi da più fattori, quali la struttura del sottosuolo, le condizioni al contorno e le caratteristiche di conducibilità idraulica dei terreni che lo costituiscono. Le variazioni di suzione ( e quindi le variazioni della coesione apparente) sono pertanto una conseguenza dei processi d’infiltrazione, che producono una progressiva modifica del contenuto d’acqua e del grado di saturazione. Il collasso del versante si verifica per valori critici della suzione, dipendenti dalla sua morfologia e dalle proprietà dei terreni. Per morfologie dolci e resistenza al taglio elevata, esso può verificarsi solo a seguito della completa saturazione dei terreni e della eventuale formazione di un battente idrico. Per l’uso delle risorse idriche da impiegare nelle pianure irrigue, il monitoraggio dell’umidità dei terreni è il punto di partenza per una oculata gestione della risorsa, spesso insufficiente per gli usi irrigui e comunque sempre in concorrenza con gli usi civili ed industriali. Un attento management comporta da un lato una limitazione degli sprechi e dall’ altro un’ ottimizzazione nell’uso dell’ acqua, coerentemente con le stime dei fabbisogni delle piantagioni nei diversi stadi fisiologici, onde evitare l’insorgenza di fenomeni di stress idrico. Anche in ingegneria stradale è utile la conoscenza del contenuto di umidità dei suoli per gli aspetti legati alla suscettibilità del comportamento meccanico dei materiali da costruzione all’ acqua e per le analisi di costipabilità dei materiali sciolti, per le quali è indispensabile la conoscenza del valore di umidità all’ “ottimo Proctor” di provini di terreno estratti in situ.