Geologia applicata

Interno della Terra

La densità è 5,52 g/cm³. Le rocce superficiali hanno densità di 18,3 k_g/dm³.

L’interno della Terra presenta la litosfera, il involucro più superficiale (30-60 km) e include la crosta terrestre. La temperatura delle rocce in prossimità della superficie è uguale a quella media annuale dell’aria. Ogni 100m di profondità, in assenza di acque, aumenta di 3°C (solo 1°C in presenza).

Negli interni della terra, la temperatura degli orizzonti presenta minori variazioni mentre in prossimità della superficie la temperatura è costante. Nelle zone fredde è possibile costruire opere sotto terra per risparmiare nei riscaldamenti.

Temperatura nelle gallerie

In genere è proporzionale alla profondità. Il traforo del Monte Bianco presenta un’anomalia perché si avvicina una faglia che porta l’acqua glaciale a quota tunnel. Il traforo del Gran Sasso presenta un enorme quantità d’acqua, quindi la temperatura è bassa e non proporzionale.

Il traforo del Sempione presenta temperature che arrivano a 50°C a causa di anomalie. Ventilano quindi temperature e nel caso, coprire galleria con pannelli isolanti.

La geotermia è una branca delle scienze della Terra che studia fenomeni naturali connessi nella produzione di calore, come il tipico circuito delle acque: acque fredde raggiungono zone con gradienti termici anomali e scaldano e risalgono in superficie.

Geotermia a bassa entalpia

È una tecnologia ampiamente consolidata ed affidabile. Permette di riscaldarsi e raffrescarsi usando il sottosuolo come serbatoio termico. Oltre i 15-20 m di profondità, la temperatura si mantiene circa costante per tutto l’anno.

A partire da 80-100 m di profondità la temperatura inizia a crescere a causa del gradiente geotermico.

• Produzione calore (non elettricità).
• Applicabile ovunque non richiedendo particolari contesti geologici o paesistici.

produzione di riscaldamento invernale e raffrescamento estivo;

produzione di acqua calda sanitaria.

Pompa di calore

Dispositivo che permette di trasferire calore tra una fonte di energia e un ambiente diverso. Può funzionare nei due versi.

È in grado di portare la temperatura dell’acqua dagli 8-12℃ ai 35-60℃.

Durante questo processo consuma energia elettrica (pero ad alto rendimento).

Inverno

Estate

In casa si usano spesso pannelli radianti (pavimento, soffitto, parete) per utilizzare questa impianto.

Tipologie di impianto

• circuito chiuso: impianti accoppiati con il terreno attraverso tubazioni al cui interno scorre fluido termovettore. Può essere installato orizzontalmente 1-3 m di profondità o verticalmente con sonde geotermiche a 100m. Le orizzontali in prossimità della superficie non riescono a sfruttare l’inerzia termica del sottosuolo. Ad esempio gli impianti sono accoppiati ad acque superficiali.
• circuito aperto: usano l’acqua di falda come fluido termovettore. I due pozzi (prelievo e reimmissione) offrono vantaggi rispetto agli impianti a circuito chiuso perché: - maggiore rendimento (l’acqua utilizzata non risente dello scambio termico, mentre attorno ad una sonda si forma gradiente termico); - minor costo di installazione e minori spazi occupati.

Dimensionamento degli impianti

Stabilire numero e lunghezza delle sonde.

Sonda edificio Φ₀

Φ₀ Φ₀ Φ₀ Φ₀

Tronco dell’ombra

Liquefazione dei terreni: granelli di sabbia a contatto tra loro. In seguito allo shock sismico si creano pollidi d'acqua che separano i granelli; quindi nei momenti successivi i terreni crolla. Quindi se nel sottosuolo c'è: sulla bisogna applicare specifici superfici.

• Frane.
• Sinkhole (movimenti verticali del terreno).
• Tsunami, onde anomale, maremoti (risalita livello idrico).
• Inondazioni legate a rottura di dighe che possono essere danneggiate dal sisma.
• Incendi e fuoriuscita di materiali tossici.
• Modifiche delle circolazioni delle acque sotterranee e superficiali.
• Cambiamento della portata idrica delle sorgenti. Quindi in zone sismiche meglio edificare a più di una sorgente.

Come individuare zone a rischio sismico.

• Dati del passato.
• Attività delle placche.

Tutti i comuni italiani sono classificati in 4 categorie; zona 1 ha la sismicità più alta. Classificati attraverso il PGA (picco di accelerazione al suolo). Frequenza ed intensità degli eventi. In base alla zona bisogna applicare regole diverse per la costruzione.

Giaciatura e Contatti delle Rocce

È importante valutare i rapporti angolari tra la giaciatura di una roccia e l'andamento della superficie topografica, facendo osservazioni sulle rocce affioranti. Attraverso i piani di discontinuità.

Misura della giaciatura di una roccia (di uno strato di un piano di discontinuità): si rilevano l'immersione (rispetto al nord) e il'inclinazione (rispetto al piano orizzontale). Misurare l'immersione con la bussola e l'inclinazione con il clinometro.

La bussola viene appoggiata allo stato è messa in bolla. Per l'inclinazione basta poggiare l'inclinometro lungo le linee di massima pendenza.

Rapporti fra strati e topografia

• Strati orizzontali: Il limite segue l'andamento delle curve.
• Strati verticali: Il limite è una retta.
• Strati inclinati: andamento concorde con il pendio ma angolo di inclinazione maggiore. Il limite ha un andamento costruttivo alle curve.

Orizzontali

Verticali

Inclinati

Granito alcalino

Colore più scuro.

• Sienite: γ > 28 t/m³
• Diorite: γ > 29 t/m³, contiene meno quarzo.
• Gabbro: γ > 27 t/m³, colorazione scura, usato come pietra tombale.
• Peridotite: γ > 27 t/m³

Le rocce vulcaniche o magmatiche effusive

Si sono raffreddate in un tempo molto breve. Porzioni di magma si avvicinano alla superficie e attraverso delle fenditure arrivano in superficie e in migliaia di anni creano i vulcani. I depositi vulcanici si dividono in:

• lave e prodotti piroclastici (attività esplosiva del vulcano).
• Le lave si dividono in fluide (colate laviche) e viscose (doni e guglie).
• In ambienti vulcanici abbiamo zoni con microfratturazioni (presenza di acqua) con zoni verticali e tensori di rocce duri.

Le rocce vulcaniche che si sono raffreddate più lentamente presentano una

struttura "porfirica" (roccia chiamata porfido).

Basalto colonnare: fessurazioni elevate dovute al rapido raffreddamento.

Pomice: roccia molto porosa.

Ossidiana: pesante aspetto vetroso.

• I prodotti piroclastici: depositi piroclasti materiali molto fini (ineriti 2mm).

Tufi (c_a. mm)

Il vulcano erutta e i depositi piroclastici vengono sparati in aria. Le lase alla finezza possono raggiungere distanze elevate e le nubi vulcaniche contengono frammenti di quarzo (duri) che si depositano creando cenere che in seguito ad inondazioni danno origine i colati di fango.

Il tufo vulcanico è una roccia cementata e porosa.

Lahar: quando i prodotti piroclastici si mescolano in ammassi di ghiaccia si move creando culi come i dannosi origina ad una colata pericolosa.

confundere con blocchi di frana (meno consigliato construirci vicine)

Si riconoscono dalle zone i massi erratici: provengono da lontano, posso

riconoscere il materiale presente in zona come

Le rocce montonate sono stati interessate dal passaggio dei ghiacciai e

ha tolto della superficie rocce scendenti (quindi caratteristiche ottime).

Depositati di conoidi: legati alla caduta di detriti dalle pareti rocciose

(fratturate)

Conoide alluvionale: generata dai corsi d'acqua che depositano sedimenti e

magra continuamente creando un cono di sedimenti. Creano problemi.

Le valli alpine in seguito ad eventi alluvionali creano problemi perché

sono colmate in superficie da materiali grossolani: ghiaie e sabbie, con

all'interno presenza di acqua che passano su depositi argillosi. Se la presenza

del tessuto ghiaioso è debole, in poco si hanno problemi di stabilità.

Molto spesso la geosintesi del substrato è caratterizzata da zone argillose

più profonde del normale.

Pianura alluvionale padana costituita sulla deposizione di ghiaie, sabbie e

localmente argille portate all'esterno dai fiumi.

Canali fluviali

Tre principali corsi d'acqua

• monocursale: trasportano materiali molto grossolani, erodenti, con molta
• energia, canale unico
• torrent: fiumi dove il corso d'acqua si divide in continuazione, trasportano
• ghiaia e sabbie, con energia un po' più bassa.
• meandro: andando sempre più in valle con corsi irregolari.

Problemi principalmente sabbiose, ha bassa energia circondata da zone

paludose.

I fiumi tendono a cambiare direzione quindi bisogna costruire ponti

con adatti molto ampi. Se ricoprono zone con vegetazione viene trasportata

al piedi del monte, eliminando il passaggio che aumentando l'energia fluvia