Il metodo della carta da filtro (ancora comunemente usato nell'ingegneria geotecnica) è un metodo indiretto relativamente vecchio usato per misurare l 'aspirazione del terreno (o il potenziale idrico). In questo video, il Dr. Doug Cobos spiega perché il metodo della carta da filtro può produrre grandi errori nella misurazione dell'aspirazione e cosa si dovrebbe usare al suo posto.

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Come misurare l'aspirazione del terreno con il metodo della carta da filtro

Il metodo della carta da filtro è un vecchio metodo per misurare l'aspirazione del terreno o il potenziale idrico, ancora oggi comunemente utilizzato nell'ingegneria geotecnica. Con questo metodo, un pezzo di carta da filtro viene sigillato in un contenitore ermetico con un campione di terreno e si lascia che si equilibrino.

Ecco come funziona. Se la carta da filtro è a contatto con il terreno (Figura 2), si equilibra con l'aspirazione matrice del terreno. Se invece è sospesa sopra il terreno, l'aspirazione totale del terreno si equilibra tra queste due. Una volta che la carta da filtro si è equilibrata con il terreno, la carta da filtro viene portata fuori e pesata bagnata, asciugata e poi pesata asciutta per ottenere il contenuto d'acqua.

Una volta noto il contenuto d'acqua della carta da filtro, è possibile dedurre l'aspirazione della carta da filtro utilizzando una curva di calibrazione. Questa curva di calibrazione è essenzialmente la curva caratteristica di umidità della carta da filtro. Si tratta quindi di un metodo indiretto per misurare l'aspirazione del terreno.

Misurare l'aspirazione del suolo: Pro e contro del metodo della carta da filtro

Il metodo della carta da filtro presenta sia vantaggi che svantaggi. Di seguito sono riportati alcuni aspetti interessanti dell'utilizzo del metodo della carta da filtro:

Vantaggi del metodo della carta da filtro

1. È una tecnica poco costosa: Tutto ciò che serve è carta da filtro Wattman numero 42, un forno e alcuni contenitori sigillati per effettuare queste misurazioni.
2. Lo standard ASTM ASTM D 5298 descrive il metodo della carta da filtro: Si tratta di un requisito importante per molte applicazioni ingegneristiche.
3. Misura l'aspirazione del terreno dalla saturazione all'aria secca: Il metodo della carta da filtro può misurare l'aspirazione da zero fino all'aria secca, in modo da coprire l'intera gamma di suzioni del terreno che si possono incontrare in natura.

Svantaggi del metodo della carta da filtro

Nonostante gli aspetti positivi del metodo della carta da filtro, esistono notevoli svantaggi che ne rendono rischioso l'utilizzo. I seguenti problemi sono spesso trascurati:

1. Errori potenzialmente elevati nella misurazione dell'aspirazione del suolo: Se c'è una differenza di temperatura tra il campione di terreno e la carta da filtro, si crea un grande errore nella misurazione dell'aspirazione. Anche una differenza di temperatura di un grado tra il campione e la carta da filtro comporta un errore di 8 MPa nella misurazione dell'aspirazione del terreno. E mentre nella pratica non ci si aspetterebbe mai una differenza di temperatura di un grado, una differenza di temperatura di un decimo di grado o addirittura di un centesimo di grado tra la carta da filtro e il campione è possibile e, di fatto, abbastanza probabile. Questo perché è molto più difficile di quanto si pensi creare condizioni veramente isotermiche.
2. Gli errori di aspirazione del suolo aumentano nei terreni più umidi: Per dare un'idea di quanto possa essere grande questo errore, se ci si trova al punto di appassimento permanente, che corrisponde a 1,5 MPa di aspirazione (o 4,2 PF), una differenza di temperatura di 1/10 di grado tra il campione di terreno e la carta da filtro darà luogo a un errore del 55% nella misurazione dell'aspirazione. Questi errori aumentano con l'aumentare dell'umidità o con l'abbassarsi dell'aspirazione. 1,5 MPa è un terreno relativamente asciutto. Se si misura in terreni umidi, è necessario un accordo di temperatura o una stabilità della temperatura entro circa 1/1.000 di grado per effettuare una misurazione accurata dell'aspirazione del terreno con questo metodo.
3. Lo standard ASTM raccomanda un metodo di calibrazione universale per diversi lotti di carta da filtro: L'altro grande problema del metodo della carta da filtro è che lo standard ASTM raccomanda una calibrazione universale per più tipi di carta da filtro e più lotti di carta da filtro. È stato dimostrato che questo non è un metodo efficace per ottenere buone misurazioni con il metodo della carta da filtro. La letteratura dimostra che lotti diversi e persino lotti diversi dello stesso tipo di carta da filtro non hanno la stessa curva di calibrazione. Il Dr. Bill Lycos e il Dr. Ning Lu hanno pubblicato un articolo (Likos, 2002) che confronta le differenze di calibrazione tra sette diversi lotti di carta da filtro Wattman numero 42. Il risultato è che era necessaria una curva di calibrazione per la carta da filtro. Hanno scoperto che per ottenere un'accuratezza ragionevole era necessaria una calibrazione individuale per ciascuno di questi lotti. Applicando la calibrazione universale a tutti i diversi lotti di carta da filtro, si otteneva un errore compreso tra il 25 e il 50% dell'intervallo di confidenza del 95%.

I metodi moderni forniscono misure di aspirazione del suolo più accurate

In conclusione, anche se si verificano condizioni perfettamente isotermiche, quasi impossibili da ottenere nella pratica, si può ottenere un errore del 25-50% nelle misurazioni dell'aspirazione con la tecnica della carta da filtro. Esistono metodi moderni molto più accurati e semplici nella pratica. Il metodo WP4C è un modo semplice e veloce per ottenere misurazioni accurate dell'aspirazione del terreno. Si tratta di un metodo collaudato basato sui principi fondamentali della fisica. È così preciso che viene utilizzato per calibrare altri metodi. Per saperne di più, visitate la pagina del prodotto.

Esplora il WP4C

Riferimento

Likos, William J. e Ning Lu. "Tecnica della carta da filtro per misurare l'aspirazione totale del suolo". Transportation research record 1786, no. 1 (2002): 120-128. Link all'articolo

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