Fondamenti di Geoscienze e Ingegneria: Fluidi, Materiali, Suoli e Rocce

Meccanica dei Fluidi

La Meccanica dei Fluidi è il ramo della meccanica del continuo (che a sua volta è una branca della fisica) che studia il moto dei fluidi (gas e liquidi) e le forze che li provocano. Una caratteristica fondamentale che definisce il fluido è la sua incapacità di resistere al taglio (il che causa la mancanza di una forma definita). Si studiano anche le interazioni tra il fluido e il confine che lo limita.

Resistenza dei Materiali

La Resistenza Classica dei Materiali è una disciplina dell'ingegneria meccanica e dell'ingegneria strutturale che studia i solidi deformabili attraverso modelli semplificati. La resistenza di un elemento è definita come la sua capacità di resistere a sforzi e forze applicate senza rompersi, subire deformazioni permanenti o deteriorarsi in qualche modo.

Geofisica

La Geofisica è la scienza che si occupa dello studio della Terra dal punto di vista della fisica. Come disciplina sperimentale, lo studio utilizza metodi quantitativi tipici della fisica, come la riflessione e la rifrazione della meccanica ondulatoria, e una serie di metodi basati sulla misura della gravità, dei campi elettromagnetici, magnetici o elettrici, e dei fenomeni radioattivi. È quindi un ramo applicato per prevedere il comportamento dei terreni, delle rocce e di altri componenti, mirato a rendere la Terra un luogo abitabile per le attività umane.

Geomeccanica

La Geomeccanica studia il movimento dei terreni. Studi sul campo condotti dalla scienza Schlumberger dimostrano che essa consente di ottimizzare la perforazione e la produzione di serbatoi complessi. I terreni sono costituiti da uno o più minerali o mineraloidi.

Meteorizzazione

Il processo attraverso il quale i frammenti di roccia diventano sempre più piccoli, o si dissolvono per formare nuovi composti, è conosciuto come meteorizzazione (o alterazione meteorica).

Tipi di Suolo

Esistono fondamentalmente tre tipi di terreno, classificati secondo il grado di sviluppo del profilo, la natura dell'evoluzione e il tipo di humus:

• Terreni Evoluti
• Terreni di Recente Evoluzione
• Terreni Altamente Evoluti

Terreni Non Evoluti

Si tratta di terreni grezzi, molto vicini alla roccia madre. Hanno scarso apporto di materia organica e mancano di un orizzonte B. Possono essere influenzati dal clima, come i suoli poligonali delle regioni polari (deserti di pietra) e gli erg (deserti di sabbia).

Esistono tre tipi fondamentali di terreni non evoluti:

• Terreni Ranker: Sono più o meno acidi e presentano un humus di tipo moder e mor. Possono derivare dall'erosione (se in pendenza), dal contributo di materiale colluviale, o essere influenzati dal clima, come i terreni alpini e di tundra.
• Suoli Rendzina: L'humus tipico è mull e sono terreni di base.
• Terreni di Steppa

Terreni Evoluti

Si tratta di terreni che presentano tre orizzonti perfettamente formati. Si trovano tutti i tipi di humus e una certa indipendenza dalla roccia madre. I terreni tipici includono:

• Suoli bruni
• Podzolici lisciviati
• Podzol
• Lateritici ferruginosi
• Pseudogley
• Gley
• Halomorfi (solonchak, alcalini e solonetz)

Differenza tra Roccia e Terreno

I termini roccia e terreno, nei significati utilizzati dall'ingegnere civile, implicano una chiara distinzione tra due tipi di materiali, a differenza del concetto di roccia geologica che si riferisce a tutti gli elementi della crosta terrestre.

Si definisce roccia tutto il materiale che presenta un'alta resistenza, e terreno (o suolo), al contrario, ogni elemento naturale composto da minerali separabili con mezzi meccanici di bassa intensità, come l'agitazione in acqua o la pressione delle dita. La definizione di terreno comprende la parola "naturale", escludendo in questo modo ogni formazione che ha subito l'intervento umano, come i prodotti di scarto o di produzione.