Il progetto di ricerca mira a sviluppare e migliorare sensori per il monitoraggio di grandezze rilevanti nei problemi di filtrazione d’acqua (o altro liquido) in mezzi porosi non saturi e, in particolare, alla misura della pressione nel liquido di porosità (mediante un minitensiometro ad alta capacità, HCT) e del contenuto d’acqua nel mezzo poroso (con tecnica riflettometrica, TDR). Come ben noto, la quota piezometrica nell’acqua interstiziale è responsabile della sua circolazione nei terreni parzialmente saturi e, assieme al contenuto d’acqua, influenza sensibilmente il comportamento meccanico dello scheletro solido. Per tale motivo, il Dipartimento di Ingegneria Idraulica, Geotecnica ed Ambientale (DIGA), in collaborazione con il Dipartimento di Informatica e Sistemistica, intende mettere a punto i due strumenti già disponibili in versione di prototipo, sviluppati nel corso di ricerche precedenti, e sottoporli a verifiche al fine di definire i miglioramenti utili ad potenziare l’affidabilità e la prontezza di misura. Il finanziamento richiesto copre i costi per (a) miglioramenti del disegno meccanico ed elettrico dei trasduttori HCT e TDR e dei sistemi di condizionamento e misura conseguenti ad ottimizzarne il funzionamento in prove preliminari su campioni di terreno di piccola dimensione; (b) riproduzione di esemplari in numero sufficiente alla sperimentazione a scala del meso-elemento di volume e successiva estensione a volumi confrontabili con quelli coinvolti nelle applicazioni in sito; (c) messa a punto di tecniche idonee all’installazione in sito delle sonde; (d) definizione di procedure di monitoraggio basate sull’impiego contemporaneo dei suddetti strumenti, ossia sulla misura contemporanea della pressione (negativa) nell’acqua di porosità e sul contenuto d’acqua, nonché delle variazioni indotte da delle condizioni ambientali. Quanto premesso è indispensabile perché in un prossimo futuro le tecnologie qui presentate possano essere impiegate nella sperimentazione corrente sia in laboratorio sia in sito, consentendo un sensibile miglioramento delle conoscenze in molti problemi di ingegneria idraulica e geotecnica. Tra questi un campo di sicuro interesse applicativo, almeno in regione Campania, consiste nell’analisi e nella prevenzione del rischio idrogeologico; i sensori che si intende sviluppare infatti consentiranno un affinamento di tecniche per il monitoraggio e la valutazione della stabilità dei pendii. La ricerca nella sua globalità presenta un importante carattere di originalità, principalmente in relazione alla possibile definizione di procedure d’interpretazione basate su misure integrate di suzione e contenuto d’acqua.

Sensori per il monitoraggio delle pressioni e del contenuto d’acqua di mezzi porosi parzialmente saturi

MANCUSO, CLAUDIO
2009

Abstract

Il progetto di ricerca mira a sviluppare e migliorare sensori per il monitoraggio di grandezze rilevanti nei problemi di filtrazione d’acqua (o altro liquido) in mezzi porosi non saturi e, in particolare, alla misura della pressione nel liquido di porosità (mediante un minitensiometro ad alta capacità, HCT) e del contenuto d’acqua nel mezzo poroso (con tecnica riflettometrica, TDR). Come ben noto, la quota piezometrica nell’acqua interstiziale è responsabile della sua circolazione nei terreni parzialmente saturi e, assieme al contenuto d’acqua, influenza sensibilmente il comportamento meccanico dello scheletro solido. Per tale motivo, il Dipartimento di Ingegneria Idraulica, Geotecnica ed Ambientale (DIGA), in collaborazione con il Dipartimento di Informatica e Sistemistica, intende mettere a punto i due strumenti già disponibili in versione di prototipo, sviluppati nel corso di ricerche precedenti, e sottoporli a verifiche al fine di definire i miglioramenti utili ad potenziare l’affidabilità e la prontezza di misura. Il finanziamento richiesto copre i costi per (a) miglioramenti del disegno meccanico ed elettrico dei trasduttori HCT e TDR e dei sistemi di condizionamento e misura conseguenti ad ottimizzarne il funzionamento in prove preliminari su campioni di terreno di piccola dimensione; (b) riproduzione di esemplari in numero sufficiente alla sperimentazione a scala del meso-elemento di volume e successiva estensione a volumi confrontabili con quelli coinvolti nelle applicazioni in sito; (c) messa a punto di tecniche idonee all’installazione in sito delle sonde; (d) definizione di procedure di monitoraggio basate sull’impiego contemporaneo dei suddetti strumenti, ossia sulla misura contemporanea della pressione (negativa) nell’acqua di porosità e sul contenuto d’acqua, nonché delle variazioni indotte da delle condizioni ambientali. Quanto premesso è indispensabile perché in un prossimo futuro le tecnologie qui presentate possano essere impiegate nella sperimentazione corrente sia in laboratorio sia in sito, consentendo un sensibile miglioramento delle conoscenze in molti problemi di ingegneria idraulica e geotecnica. Tra questi un campo di sicuro interesse applicativo, almeno in regione Campania, consiste nell’analisi e nella prevenzione del rischio idrogeologico; i sensori che si intende sviluppare infatti consentiranno un affinamento di tecniche per il monitoraggio e la valutazione della stabilità dei pendii. La ricerca nella sua globalità presenta un importante carattere di originalità, principalmente in relazione alla possibile definizione di procedure d’interpretazione basate su misure integrate di suzione e contenuto d’acqua.
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