Thermal properties variations in alluvial sediments of the Po River (Northern Italy)

Obiettivo principale della ricerca è quello di valutare la possibile influenza di alcuni parametri fisici, come la composizione granulometrica, la porosità, la densità apparente e il contenuto d’acqua, sui valori della conducibilità termica di materiali sciolti. Al fine di ottenere il più ampio spettro granulometrico possibile, sono stati selezionati diversi campioni provenienti dai depositi alluvionali del bacino idrografico padano (nord Italia). La componente clastica di ogni campione è stata separata in intervalli di dimensioni standard (phi) e successivamente ogni classe è stata analizzata separatamente. La composizione granulometrica dei campioni analizzati copre un ampio spettro che varia dai ciottoli fini ( -3 < φ < -2) alla sabbia molto fine (+3 < φ < +4). I test termici, realizzati presso il laboratorio GeoTh dell’Università di Ferrara, sono stati condotti a diversi intervalli di saturazione di acqua (0-100%). L’analisi integrata dei dati attenuti ha messo in evidenza a) che la superficie di contatto tra i granuli assume un ruolo importante nella modalità di trasmissione del calore; b) un contenuto di quarzo fino al 60% non è sufficiente ad influenzare i valori di conducibilità termica sia in condizioni secche che sature; c) l’impatto dominante del contenuto di acqua nei campioni sull’aumento dei valori della conducibilità termica. Relativamente a quest’ultima conclusione, nei terreni sabbiosi da fini a grossolani (+3 > φ > 0) si osserva un rapido aumento della conducibilità termica per contenuto volumetrico d’acqua inferiore al 30% m3/m3, mentre nelle sabbie fini (+3 > φ > +2) si verifica un graduale aumento della conducibilità termica fino a un grado di saturazione del 45-50% m3/m3. Inoltre, per ciascuna classe granulometrica, sulla base dell’elaborazione statistica dei dati analitici ottenuti, è stata proposta una relazione empirica che permette di rappresentare la distribuzione dei dati. La valutazione del comportamento termo-fisico dei depositi alluvionali del fiume Po potrebbe fornire un punto di partenza per la modellazione numerica del trasporto di calore in diverse condizioni litologiche e di saturazione del sottosuolo.