Programmi d'azione della Provinica di Como in ambito energetico
Geologia Integrata
1. Simona Daverio 707174
Laura Ferrario 615743
Silvia Gandolla 614420
Florencia Parravicini 705558
Matteo Sartori 612558
DATAZIONE RELATIVA DI DEPOSITI MEDIANTE
MARTELLO DI SCHMIDT E ANALISI
PEDOLOGICHE
Relazione per il corso integrato di geologia
Laurea Specialistica in Analisi e Gestione delle Risorse Naturali
(F75)
2. - 2 -
INDICE
1. INTRODUZIONE ..........................................................................................................3
2. INQUADRAMENTO GEOGRAFICO E GEOLOGICO ..................................................3
3. MATERIALI E METODI ................................................................................................5
3.2. Analisi di laboratorio..................................................................................................7
3.2.1. Determinazione del contenuto d'acqua...............................................................7
3.2.2. Determinazione della composizione granulometrica...........................................8
3.3. Classificazione del suolo.........................................................................................10
3.3.1. Classificazione granulometrica delle terre ........................................................10
3.3.2. Classificazione tassonomica del suolo: il sistema USDA..................................13
3.4. Il martello di Schmidt...............................................................................................15
3.4.1. Principi di funzionamento..................................................................................15
3.4.2 Metodologia di raccolta dei dati .........................................................................15
4. RISULTATI E DISCUSSIONE ....................................................................................16
4.1. Caratteristiche degli orizzonti analizzati ..................................................................16
4.2. Classificazione dei suoli ..........................................................................................18
4.3. Martello di Schmidt..................................................................................................21
5. 5. CONCLUSIONI.......................................................................................................24
6. BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................25
ALLEGATO 1 - DATI RILIEVI MARTELLO DI SCHMIDT...............................................27
ALLEGATO 2 - RISULTATI DELLE ANALISI DI LABORATORIO ESEGUITE SUI
CAMPIONI DI SUOLO ...................................................................................................30
ALLEGATO 3 - CURVE GRANULOMETRICHE ...........................................................31
3. - 3 -
1. INTRODUZIONE
Questo lavoro illustra i risultati di uno studio di geologia applicata effettuato in Alta Valtellina (SO -
Italia). La raccolta dei dati, svolta dal 6 al 10 ottobre 2008, ha permesso di disporre di profili
pedologici, di misure di resistenza delle rocce e di raccogliere campioni di suolo per successive
analisi di laboratorio.
Il presente lavoro ha quale obiettivo la datazione relativa dei depositi glaciali e di frana individuati
nell'area di studio attraverso lo studio dei suoli e della durezza delle rocce mediante l'impiego del
martello di Schmidt e vuole contribuire allo studio della pedologia e geomorfologia del territorio in
esame.
2. INQUADRAMENTO GEOGRAFICO E GEOLOGICO
I rilievi sono stati eseguiti in un'area di circa 2 km2
, a quote comprese tra 1300 e 1465 m s.l.m, sul
terrirorio del comune di Valdidentro (SO - Alta Valtellina - N 46° 29', E 10° 20'), tra le frazioni di
Isolaccia e Premadio (Fig. 1). L'area indagata si situa tra il Monte Masucco (a Sud) e il Monte delle
Scale (a Nord) separati dal torrente Bormina, tributario del fiume Adda.
Fig. 1 - Area di studio
L'area di studio presenta una temperatura media annua dell'aria pari a 7°C e precipitazioni medie
sul periodo 1960-1997 pari a 758 mm (Fig. 2, Tab. 1 - dati di Bormio, località situata a circa 3 km
dall'area di studio). Il regime pluviotermico è di tipo continentale, con un massimo estivo di
precipitazioni ad agosto e un minimo invernale a febbraio, ma non si osserva mai un deficit idrico
(Colturi e Valentini 2002). Secondo la classificazione climatica di Köppen l'area possiede un clima
mesotermico umido (temperatura del mese più freddo compresa tra +18°C e -3°C).
4. - 4 -
Fig. 2 - Diagramma ombrotermico di Bormio
mese G F M A M G L A S O N D
T [°C]
-
1.8
-
0.8 2.4 5.8 10.1 13.5 16.1 15.7 13 8.3 2.4
-
0.6
precipitazioni
[mm] 42 29 40 49 82 76 72 101 76 68 76 47
Tab. 1 - Temperature e precipitazioni medie mensili della stazione meteorologica di Bormio (1225 m s.l.m.), periodo
1960-1997 (da Colture e Valentini, 2002).
La geologia del bacino del torrente Bormina (Fig. 3), che nasce in Val Viola, è caratterizzata da
micascisti muscovitico-cloritici e da gneiss minuti biotitici, talora granatiferi e anfibolitici, da filladi di
Bormio, ovvero filladi quarzifere sericitico cloritiche passanti a filladi granatifere e cloroscisti e da
morene e cordoni morenici stadiali post-würmiani.
La roccia affiorante del monte delle Scale è costituita principalmente da Dolomia del Cristallo, una
dolomia cristallina da grigia a nera alternata a calcari dolomitici e a calcari marnosi neri, bituminosi,
mentre il piede del Monte è coperto da detriti di falda e materiali di frana e in alcuni punti affiorano
le filladi di Bormio.
I monti che costituiscono il versante Sud della Val di Dentro sono invece costituiti, ad alte quote, da
gneiss occhiadini a due miche e da micascisti muscovitico-cloritici e gneiss minuti biotitici, ricoperti
in buona parte, a quote inferiori, da morene e cordoni morenici stadiali post-würmiani.
Il Monte Masucco, nel suo versante esposto a est presenta affioramenti di Filladi di Bormio.
Quest'area della Valtellina è considerata, dal Piano Straordinario 267, “Area a rischio idrogeologico
molto elevato” dove prevalgono le frane come fenomeno di dissesto principale (Autorià del bacino
del fiume Po, 1999).
Bormio (1225 m s.l.m.)
5. - 5 -
Fig. 3 - Estratto del foglio 8 della carta geologica d'Italia (http://www.apat.gov.it/)
3. MATERIALI E METODI
Il lavoro di campo ha comportato l'analisi di sette profili pedologici e rilevato i valori di
resistenza delle rocce in otto siti. La loro localizzazione geografica è riportata in fig. 4.
Micascisti muscovitico cloritici spesso granatiferi, localmente tormaliniferi, con noduli e lenti di quarzo latteo;
gneiss minuti biotitici, talora granatiferi e anfibolitici (mf) (Archeozoico)
Formazione della Valle Grosina - Membro delle migmatiti di Vernuga. Gneiss occhiadini a due miche, talora
granatiferi e staurolitici, localmente a tessitura listata, passanti a gneiss granitoidi generalmente biotitici
(sovraimpressione a crocette) (gg) (Archeozoico)
Filladi di Bormio. Filladi quarzifere sericitico-cloritiche, grigio-verdognole, a noduli e lenti in quarzo latteo,
passanti a filladi granatifere, cloroscisti e, in corrispondenza di zone fortemente dislocate, a filladi grafitiche (fp)
(Paleozoico ?)
Dolomia del Cristallo - Dolomie cristalline da grigie a nere, sovente zonate, alternate a calcari dolomitici e, nella
loro parte superiore, a calcari marnosi neri, bituminosi, in strati sottili (T5
do-c) (Mesozoico -Triassico)
Morene e principali cordoni morenici stadiali post-würmiani (mo) (Olocene)
6. - 6 -
Fig. 4 – Carta topografica con punti di rilievo
7. - 7 -
3.1. Analisi del profilo pedologico
L'analisi del profilo pedologico, ossia la descrizione della sezione di un suolo, consente di
evidenziare tutti gli orizzonti di cui è costituito il suolo e le loro rispettive profondità. Nell'ambito di
questo studio sono stati eseguiti 7 profili pedologici.
I procedimenti necessari per lo studio di un suolo sono elencati nella lista sottostante:
1) scavo di 30-40 cm di larghezza, eseguito manualmente tramite palette e picconi fino ad una
profondità massima di 60 cm o fino al raggiungimento della roccia madre (orizzonte R);
2) Individuazione del numero di orizzonti;
3) Individuazione e descrizione del limite tra orizzonti: abrupto, netto o sfumato;
4) Descrizione dei singoli orizzonti.
I parametri da rilevare per ogni orizzonte sono i seguenti :
a) struttura: per determinare la struttura di un suolo, si infila un coltellino perpendicolarmente alla
superficie di scavo, si estrae un pezzo di suolo e si osserva come si rompe. La forma e il diametro
dei singoli diedri vengono determinati tramite confronto con delle tavole di riferimento.
b) granulometria: per determinare i diametri delle particelle, si utilizza il metodo di valutazione
sensoriale della tessitura, che si basa sulla sensazione al tatto delle diverse frazioni. In pratica, si
studia il campione prelevato dalla matrice, precedentemente umidificata, e lo si lavora con le dita.
Se si riesce a fare un “cilindretto” sottile, significa che c’è almeno 5% di argilla, altrimenti, prevale
la sabbia. Se invece la matrice appiccica alle mani, domina il limo.
c) colore: per definire il colore dell'orizzonte in modo preciso si confronta un campione di suolo con
le tavole colorimetriche di riferimento "Munsell Soil Color Charts".
La descrizione del colore degli orizzonti secondo il sistema Munsell è affidata a una sigla che
codifica 3 proprietà: hue, value e chroma. HUE (tinta) descrive il colore dominante. È espresso con
lettere (R per il rosso, Y per il giallo, YR per il rosso-giallo), precedute da numeri che vanno da 0 a
10. Le cifre indicano la quantità relativa dei colori presenti in quella tinta. VALUE (valore) indica la
luminosità relativa del colore: i colori più chiari sono indicati con numeri che vanno da 10 a 5
mentre i colori più scuri da 5 a 0. CHROMA indica la purezza del colore. La scala di croma va da 0
per colori neutri a 10 per colori fortemente espressi.
Al colore codificato mediante le tavole Munsell viene fatto corrispondere un termine qualitativo (ad
es. bruno giallastro, rosso scuro ecc.), che si indica con un numero da 1 a 8.
d) analisi chimica: la procedura consiste nel sottoporre una piccola quantità di terreno a
qualche goccia di soluzione di HCl 5% per valutare il contenuto di carbonati (essenzialmente
calcare CaCO3) presente nel terreno. La reazione tra il calcare del campione e l’acido cloridrico
sviluppa anidride carbonica (CO2), che si traduce in una reazione di effervescenza.
Al fine di determinare l'origine del deposito e l'agente di trasporto, per ogni orizzonte è stato
raccolto un campione di 10 clasti, se presenti, dei quali è stata definita la litologia, la forma e il
grado di arrotondamento tramite confronto con il diagramma di Zingg.
Al termine dell'analisi di campo viene effettuato il prelievo di un campione per ciascun orizzonte,
allo scopo di eseguire le analisi di laboratorio (vedi paragrafo 3.2).
3.2. Analisi di laboratorio
I campioni prelevati in campo sono stati analizzati in laboratorio per determinare il contenuto
d'acqua, la composizione granulometrica e la quantità di materia organica nella frazione fine.
3.2.1. Determinazione del contenuto d'acqua
Il peso fresco di ciascun campione è stato misurato per mezzo di una bilancia elettronica
(precisione 0.1 g). In seguito il campione è stato essicato in forno ad una temperatura di 105°C per
24 ore, trascorse le quali si è subito proceduto alla determinazione del peso del campione secco
con la stessa bilancia.
8. - 8 -
È stato quindi calcolato il contenuto d'acqua nel campione originale, espresso come percentuale
d'acqua rispetto al peso fresco:
100' ×
−
=
PesoFresco
PesoSeccoPesoFresco
acquaContenutod
3.2.2. Determinazione della composizione granulometrica
Dopo l'essiccazione, per ogni campione è stata determinata la composizione granulometrica.
Lo scopo dell’analisi granulometrica è quello di raggruppare in classi di grandezza, le particelle
costituenti un campione di suolo e di determinare le quantità percentuali di ciascuna classe nel
campione.
I due tipi di analisi granulometrica utilizzati in questo studio sono stati la vagliatura e l'aerometria.
3.2.2.1. Vagliatura
Ciascun campione essiccato è stato sottoposto a vagliatura a secco, inserendolo in una pila di
setacci appartenenti alla serie Tyler, e lasciato in agitazione automatica per 20 minuti. I fori sono
delimitati da maglie costituite da fili di acciaio che realizzano aperture quadrate, la cui lunghezza,
nei diversi setacci, é pari a 19.0 mm, 12.5 mm, 9.5 mm. 6.3 mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.6
mm, 0.425 mm, 0.3 mm, 0.18 mm, 0.15 mm, 0.106 mm, 0.075 mm. I setacci aventi apertura delle
maglie pari a 19.0 mm 9.5 mm, 4.75 mm, 2.36 mm, 1.18 mm, 0.6 mm, 0.425, 0.3 mm, 0.15 mm,
0.106 mm e 0.075 mm sono consigliati dalle norme ASTM (Raviolo 1993).
Il passante all'ultimo vaglio (0.075 mm) è stato conservato per la determinazione della frazione
organica e, se sufficientemente abbondante ( 10% del campione analizzato), per l'aerometria.
Per ciascun campione, è stata determinata la percentuale del campione trattenuta da ciascun
setaccio (%TD):
100% ×=
PS
MT
TD
Dove:
MT=Massa trattenuta dal setaccio avente diametro D
PS=Peso secco del campione analizzato
È quindi stato calcolato il passante a ciascun setaccio:
100% ×
−
= ≥
PS
MTPS
P D
D
Dove:
MT D =Massa trattenuta dai setacci aventi diametro maggiore o uguale a D;
PS=Peso secco del campione analizzato.
I dati ottenuti sono stati utilizzati per costruire la curva granulometrica e determinare il coefficiente
di uniformità (CU).
Il coefficiente di uniformità è calcolato come segue:
10
60
D
D
CU =
Dove D10 e D60 sono i diametri equivalenti delle particelle individuati rispettivamente al 10 e 60%
di passante.
9. - 9 -
Il coefficiente di uniformità fornisce un'indicazione della distribuzione granulometrica: al diminuire
di CU la curva risulta più ripida e il materiale meno graduato e più omogeneo. D10 e D60 vengono
letti sulla curva granulometrica (Raviolo 1993). Il coefficiente di uniformità è stato utilizzato per
classificare i suoli secondo la granulometria.
3.2.2.2. Determinazione della frazione organica
Il passante al setaccio avente apertura delle maglie pari a 0.075 mm è stato pesato con una
bilancia di precisione (precisione 0.0001g) e successivamente messo in una muffola a 500°C per 4
ore in modo da eliminare la sostanza organica. Il campione è quindi stato nuovamente pesato con
la stessa bilancia per determinare la massa del campione privo di sostanza organica. È quindi
stato calcolata il contenuto originale della sostanza organica nella frazione fine e nel campione
originale.
Contenuto in sostanza organica nella frazione fine (%OCF):
100% ×
−
=
PRE
POSTPRE
F
M
MM
OC
Dove:
MPRE=Massa frazione fine pre-muffola
MPOST=Massa frazione fine post-muffola
Contenuto in sostanza organica nel campione originale (%OCC):
100% ×
−
=
C
POSTPRE
C
PS
MM
OC
Dove:
MPRE=Massa frazione fine pre-muffola
MPOST=Massa frazione fine post-muffola
PSC=Peso secco campione originale
3.2.2.3. Aerometria - Analisi granulometrica della frazione fine
L'analisi granulometrica della frazione fine è stata eseguita mediante decantazione (aerometria) e
solo per i campioni nei quali la frazione fine risultava superiore al 10% del campione totale. Questo
metodo di analisi si basa sulla legge di Stokes, che definisce che la velocità di caduta di una
particella sferica in un fluido dipende dal quadrato del raggio e dalla densità della particella e dalla
densità e dalla viscosità del fluido.
Il procedimento adottato segue la norma Svizzera SN670816a elaborata dall'unione dei
professionisti svizzeri della strada (VSS 1990) e viene di seguito riassunto.
50 g di frazione fine sono stati messi a bagno per 24 ore in 125 mL di soluzione di esametafosfato
di sodio (NaPO3)6 e circa 200 mL di acqua distillata e in seguito miscelati per circa 15 minuti con
un mixer. Il miscuglio è quindi stato versato in un cilindro graduato ed è stato portato ad un volume
di 1000 mL aggiungendo acqua distillata. Il cilindro graduato contenente il miscuglio è poi stato
immerso in una vasca autotermoregolante contenete acqua a 20°C e si è atteso che la miscela nel
cilindro graduato raggiungesse anch'essa una temperatura di 20°C. Una volta raggiunta la
temperatura, la miscela è stata agitata energicamente per circa un minuto, chiudendo il cilindro
con una mano. Il cilindro è quindi stato posato su una superficie piana e si è proceduto alla misura
delle densità della sospensione a 30", 1' e 2'. Il cilindro è poi stato immerso nella vasca e si è
proceduto alla misura della densità ai successivi intervalli stabiliti dalla norma (5', 15', 45', 2h, 4h e
24h), controllando di volta in volta la temperatura e la denistà in una soluzione di antiflocculante a
sua volta immersa nella vasca autotermoregolante, per poter poi correggere i valori.
Dai dati registrati è stato poi possibile, utilizzando la legge di Stokes e i dati di taratura del
densimetro, costruire la curva granulometrica per diametri inferiori a 0.075 mm.
10. - 10 -
Il diametro dei grani in sospensione ad un certo intervallo è stato determinato come segue:
t
Hr
g
d
WS
×
×−
××
=
)(
108.1 4
ρρ
η
Dove:
d = diametro del grano
= viscosità dinamica dell'acqua = 1x10-6
kN.s.m-2
a 20°C
S = massa volumica parti solide (2.65x 103
kg m-3
)
W = massa volumica dell'acqua (1x103
kg m-3
)
Hr = profondità effettiva del centro di spinta del densimetro [mm]
t = tempo trascorso dall'inizio della prova [s]
g = accelerazione di gravità = 9.81 m.s2
La percentuale dei grani in sospensione (p) rispetto alla massa della frazione è stata calcolata
come segue:
R
M
p
WS
S
d
d ×
−
×=
ρρ
ρ100
Dove:
pd = % dei grani in sospensione aventi diametro inferiore a d, rispetto alla massa utilizzata per
l'aerometria
Md = massa del campione asciutto utilizzata per l'aerometria (qui uguale a 50 g)
S = massa volumica parti solide (2.65x 103 kg m-3
)
W = massa volumica dell'acqua (1x103 kg m-3
)
R = valore corretto della lettura del densimetro
Infine è stata determinata la massa dei grani avente diametro inferiore a d rispetto al campione
totale:
p
p
ptot ×=
100
075.0
Dove:
ptot = % in massa dei grani aventi diametro inferiore a d rispetto alla massa totale del campione
p0.075 = % in massa della frazione avente diametro < 0.075 mm in rapporto alla massa totale del
campione
p = % in massa dei grani aventi diametro inferiore a d in rapporto alla massa del materiale
utilizzato per l'aerometria
3.3. Classificazione del suolo
3.3.1. Classificazione granulometrica delle terre
Determinata la composizione granulometrica dei campioni raccolti in campo, si è proceduto alla
loro classificazione.
La classificazione è stata condotta secondo le norme ASTM (norme di riferimento: ASTM D 2487,
D 2488, D 3282). Nel dettaglio il sistema di classificazione utilizzato è noto come Sistema Unificato
USCS (Unified Soil Classification System), sistema basato principalmente sulla composizione
granulometrica.
La normativa ASTM suddivide le particelle caratterizzanti il terreno in determinate classi a
11. - 11 -
seconda dei loro diametri:
• Ciottoli Ø (diametro delle particelle) > 75 mm
• Ghiaia 75 mm >Ø> 4.75 mm
• Sabbia 4.75 mm >Ø> 0.075 mm
• Limo 0.075 mm >Ø> 0.005 mm
• Argilla Ø <0.005 mm
Ciascun terreno viene caratterizzato da una coppia di lettere che definiscono il gruppo e il
sottogruppo di appartenenza.
Il sistema di classificazione effettua una prima distinzione tra terreni grossolani e terreni fini,
individuando cinque gruppi principali di terreno (identificati dalla prima lettera):
Terreni grossolani G=ghiaie
S=sabbie
Terreni fini
M=limi inorganici
C=argille inorganiche
O=limi e argille organiche
La distinzione tra terreni grossolani e fini viene effettuata in base alla percentuale di passante (P)
al setaccio 0.075mm:
Terreni grossolani P(0.075) 50%
Terreni fini P(0.075)>50%
I gruppi principali vengono poi suddivisi in sottogruppi (identificati dalla seconda lettera):
I campioni di terreno prelevati in campo sono stati dunque classificati attraverso l’utilizzo di
apposite tabelle di classificazione facenti parte della normativa ASTM, prendendo in
considerazione la distribuzione granulometrica e il coefficiente di uniformità (CU) calcolato a partire
dall’osservazione delle curve granulometriche ottenute dalle prove di laboratorio. Tale parametro
permette di dare un’indicazione della distribuzione granulometrica: al diminuire di CU il materiale
risulta essere meno gradato e più omogeneo.
Tutti i campioni di terreno analizzati sono risultati essere terreni grossolani (ghiaie e sabbie),
pertanto a titolo esemplificativo si riportano le tabelle di classificazione per i terreni grossolani (Tab.
2 e 3).
Terreni granulari G e S
W=ben gradati, con una buona rappresentazione
granulometrica di tutte le dimensioni di particelle
P=poco gradati, uniformi con molte particelle della
stessa dimensione, a volte con l’assenza di una o più
classi intermedie
M=con limo
C=con argilla
Terreni fini M, C e O
L=di bassa plasticità
H=di alta plasticità
12. - 12 -
La distinzione tra ghiaie e sabbie è definita dalla percentuale di passante (P) al setaccio 4.75 mm:
Ghiaie P(4.75)<50%
Sabbie P(4.75) 50%
Tabella 2 - Classificazione dei terreni grossolani - ghiaie (G>S). P(4.75)<50%.
13. - 13 -
Tabella 3 - Classificazione dei terreni grossolani - sabbie (S>G). P(4.75) 50%
3.3.2. Classificazione tassonomica del suolo: il sistema USDA
Il sistema di classificazione, basato sulla composizione granulometrica, precedentemente descritto
e messo in pratica, fornisce importanti informazioni che vengono impiegate, insieme ai dati di
campo, per operare una classificazione tassonomica dei suoli.
La classificazione tassonomica è stata effettuata applicando il sistema proposto dal Dipartimento di
Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), sistema presentato con il titolo “Soil Taxonomy”, che
costituisce lo sforzo maggiore compiuto fino ad oggi sia dal punto di vista scientifico che
applicativo per la classificazione dei suoli.
La Soil Taxonomy è un sistema analitico di classificazione basato su tutti quei caratteri che
possono essere apprezzati o misurati in campagna e sui dati di laboratorio. Tale sistema si
differenzia da altri metodi di classificazione per aver introdotto il concetto di orizzonti diagnostici
non equivalenti agli orizzonti genetici (H, O, A, E, B, C, R). Diagnostico è un orizzonte del suolo
che presenta un insieme di proprietà (chimiche, fisiche, biochimiche, morfologiche) definite in
modo quantitativo, che sono il risultato dei diversi processi pedogenetici intervenuti. Gli orizzonti
diagnostici si suddividono in superficiali (epipédon) e profondi (endopédon).
Il sistema, strutturato in livelli gerarchici, prevede sei distinte unità tassonomiche (Fig. 5), le prime
quattro (ordine, sottordine, grande gruppo e sottogruppo) hanno carattere filogenetico, ossia
forniscono informazioni sui fattori di formazione del suolo, mentre gli ultimi due livelli (famiglia e
serie) hanno un significato più pratico, dato che forniscono indicazioni su proprietà importanti a fini
agronomici, forestali ed ingegneristici.
14. - 14 -
Fig. 5 - Struttura gerarchico-piramidale della Soil Taxonomy.
La natura e la tipologia delle caratteristiche che contraddistinguono i sei livelli gerarchici adoperati
per la classificazione di un suolo sono riassunti in tabella 4.
Categorie N°taxa Caratteri dei livelli gerarchici
Ordine 12
Processi di formazione del suolo rivelati dalla presenza/assenza dei principali
orizzonti diagnostici.
Sottordine 64
Omogeneità genetica. Suddivisione degli ordini secondo i regimi igrometrici, i
principali parent materials, gli effetti della vegetazione.
Grande
gruppo
Circa
250
Suddivisione dei sottordini secondo i regimi termici ed igrometrici,
presenza/assenza di orizzonti-strati diagnostici, saturazione in basi.
Sottogruppo
Circa
2000
Vengono prese in esame proprietà che indicano dei passaggi verso altri grandi
gruppi (intergrado), oppure che definiscono il concetto centrale del grande gruppo
(tipico), oppure che non consentono la classificazione del suolo come tipico o
intergrado (extragrado).
Famiglia >5000
Suddivisione dei sottogruppi secondo: tessitura, mineralogia, reazione, regime
termico, profondità del suolo, consistenza, capacità di scambio cationico.
Serie >17000
Le serie vengono differenziate in base: tipo e disposizione degli orizzonti, colore,
tessitura, proprietà chimiche e mineralogiche degli orizzonti.
Tab. 4 - Caratteri discriminanti impiegati nei diversi livelli tassonomici della Soil Taxonomy.
15. - 15 -
3.4. Il martello di Schmidt
3.4.1. Principi di funzionamento
Il Martello di Schmidt, o Sclerometro (fig. 6), è uno strumento ideato nel 1950 da un ingegnere
svizzero, Ernst Schmidt, per la valutazione della qualità dei calcestruzzi nell’industria edile.
Oggi questo strumento ha trovato applicazione anche in campi molto diversi quali l’individuazione
e l’analisi delle discontinuità delle rocce e la datazione di rocce risalenti al periodo olocenico
(Goudie, 2006), in quanto presenta il vantaggio di essere portatile, di facile utilizzo e di fornire dati
di immediata lettura. D’altra parte non esiste ancora una procedura standard di analisi, con relative
difficoltà di confronto tra i dati, e, nel suo utilizzo, molto dipende dalla precisione dell’operatore
(Goktan & Gunes, 2005).
Lo strumento è composto da un pistone, collegato tramite una molla ad una massa mobile. Il
pistone viene posizionato sulla roccia da analizzare, e sganciato dal suo fermo tramite una leggera
pressione contro la roccia. A questo punto il pistone viene premuto sulla roccia fino a che viene
sganciata la massa d’urto che, nello sclerometro da noi utilizzato, ha un’energia di impatto pari a
0,735 N/m.
Fig. 6 - Martello di Schmidt o sclerometro
Nel’utilizzo dello sclerometro, è necessario avere alcune precauzioni, per evitare errori nei valori
ottenuti:
• Posizionare il martello sempre perpendicolarmente alla superficie da analizzare
• Controllare che non ci sia acqua o muschio sulla superficie
• Controllare che non ci siano fratture o vene di quarzo
• Non utilizzare il martello sui bordi o sugli angoli della roccia
• La superficie del pistone deve essere il più liscia possibile, per questo è necessario, ogni
tre o quattro misurazioni, levigarla con una mola
• Utilizzare il martello su un’area di prova liscia e piana di almeno 15cm di diametro
• Sulla superficie di prova non devono esserci asperità o fratture fino ad una profondità di
almeno 6cm.
Il valore di rimbalzo rappresenta la forza di compressione del substrato viene letto su di una scala
graduata con valori da 10 a 100 ed è correlato alla durezza del substrato. Apposite funzioni di
conversione permettono poi di determinare il valore di resistenza alla compressione in base
all’entità del rimbalzo misurata dall’apparecchio.
Siccome più è lungo il tempo di esposizione di una roccia agli agenti atmosferici, più si riduce la
resistenza di una roccia, a partire dagli indici di rimbalzo è possibile valutare lo stato di alterazione
di una roccia, e quindi la sua età.
3.4.2 Metodologia di raccolta dei dati
Per ogni sito di campionamento (vedi fig. 4) sono stati considerati 10 massi, dei quali sono state
annotate le coordinate GPS, la litologia e la quota (allegato 1).
16. - 16 -
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Per ogni masso sono stati rilevati 10 valori di rimbalzo in punti distanti tra loro almeno 5 cm e per
ognuno di essi è stata misurata l’inclinazione e l’esposizione.
I valori ottenuti sono stati corretti togliendo ad ogni valore l’offset, pari a 10.
4. RISULTATI E DISCUSSIONE
4.1. Caratteristiche degli orizzonti analizzati
I parametri rilevati durante l'analisi di campo dei suoli sono stati raggruppati nelle tabelle sottostanti
(tab. 5 e 6).
Tab. 5 - Caratteristiche stazionali dei punti di campionamento
17. - 17 -
Tab.6 - Caratteritiche degli orizzonti
N.
Suolo Orizzonte
Spessore
(cm) Radici Struttura Colore
Reaz.
all'acido Clasti (10 pz)
1 O 0-3 Molto fitte, orizzontali / 10YR 2/2 No Assenti
1 B1 3-20 Rade, verticali
Prismatica
fine (1-2cm) 10YR 3/2 No Assenti
1 B2 20-41 Assenti
Prismatica
fine (1-2cm) 10YR 3/2 No
3 gneiss, 7
dolomia bituminosa
1 C > 41 Assenti
Non
strutturato 2.5Y 3/3 No
1 scisto a 2 miche,
9 dolomia bituminosa
2 O 0-10 fitte, orizzontali /
10 YR
3/2 No Assenti
2 A 10-15 molto fitte, 3-5mm
Prismatica
fine (1-2cm) 10YR 3/3 No Assenti
2 B1 15-32 Assenti
Non
strutturato 2.5/Y3/2 No Assenti
2 B2 32-49 Assenti
Non
strutturato 2.5Y 4/3 No 10 dolomia bituminosa
2 C 49-63 Assenti
Non
strutturato 2.5Y 4/3 Si 1 dolomia bituminosa
3 O 0-9
Poche, scarso diametro,
orizzontali /
5YR
2.5/2 No Assenti
3 A 9-16 Abbondanti, orizzontali
Non
strutturato 10YR 2/2 No Assenti
3 C 16-60 Assenti
Prismatica
fine 10YR 3/2 Si 10 dolomia bituminosa
4 O 0-6
molto fitte, sottili, <1mm,
orizzontali e verticali / 10YR 2/2 No Assenti
4 A 6-21 fitte e grosse, 0.5-1cm Prismatica
7.5YR
3/1 No 10 dolomia bituminosa
4 C 21-36 fitte, da molto sottili a 2cm
Non
strutturato
7.5YR
3/1-2.5/1 No 10 dolomia bituminosa
5 O 0-9
molto fitte orizzontali e
verticali, da molto sottili a
1.5cm /
7.5YR
2.5/2-
2.5/3 No Assenti
5 A 9-19
fitte verticali, da molto
sottili a 3 cm
Granulare da
fine a
grossolano
7.5YR
3/2 No 6 dolomia bituminosa,
5 C 19-60 sottili, verticali, modeste
Non
strutturato 2.5Y 3/2 No 10 dolomia bituminosa
6 O 0-7
molto fitte orizzontali e
verticali / 10YR 2/2 No Assenti
6 A 7-28 fitte verticali
Granulare da
molto fine a
fine 10YR 3/2 No 10 dolomia bituminosa
6 C 28-60 modeste, sottili
Non
strutturato 2.5Y 5/2 Si
1scisto verde, 9
dolomia bituminosa
7 O 0-3
fitte prevalentemente
orizzontali
Non
strutturato 10YR 2/1 No Assenti
7 A 3-10
modeste, molto sottili,
orizzontali e verticali
Prismatica,
da molto fine
a fine 10YR 2/2 No 1 micascisto
7 B1 10-22 scarse, sottili, verticali
Prismatica da
molto fine a
fine 10YR 4/2 No
5 fillade, 3
scisto verde, 2
micascisto
7 B2 22-40 Assenti
Prismatica
fine 2.5Y 4/3 Si 1 gneiss 2 miche
7 C 40-61 Assenti
Non
strutturato 5Y 3/2 Si
3 micascisto, 1
roccia ignea filoniana,
4 fillade, 2
gneiss
18. - 18 -
I suoli 2, 3, 4 e 5 contengono unicamente dolomia bituminosa. Nei suoli 1 e 6, nonostante la
maggioranza dei clasti sia costituita da dolomia, sono presenti anche clasti di litologia diversa.
Nell’orizzonte B2 del suolo 1 si trovano alcuni gneiss subarrotondati a lama o a bastone di
probabile origine glaciale, mentre nell' orizzonte C del suolo 6 è stato trovato un unico scisto verde
subangolare equidimensionale, la cui provenienza potrebbe essere imputabile a entrambi i versanti
della valle. Il suolo 7 invece presenta unicamente clasti di origine metamorfica e ignea, alcuni a
forma di ferro da stiro e quindi di chiara origine glaciale.
Siccome lo spessore dell'orizzonte B aumenta con il passare del tempo (Gobat et al. 2003),
analizzando gli spessori e la presenza o meno dei vari orizzonti (vedi fig. 7), è stato possibile
dividere i suoli in 3 principali gruppi di età. I suoli 3, 4, 5 e 6 non presentano l' orizzonte B, quindi la
minore degradazione del substrato rispetto agli altri suoli ci permette di considerarli di più recente
formazione. I suoli 1 e 2, al contrario, hanno orizzonti B1 e B2 ben sviluppati e con pari spessore. Il
suolo 2 presenta un sottile orizzonte A, a differenza del suolo 1 che ne è privo. Questa differenza
è probabilmente dovuta alla diversa tipologia di vegetazione sovrastante: il suolo 1 ha copertura
erbosa mentre il suolo 2 ha copertura arborea (bosco di abete rosso e pino silvestre). Il suolo 7
presenta orizzonti B1 e B2 con spessori paragonabili ai suoli 1 e 2, ma essendosi formato su di un
substrato di natura meno degradabile, composto soprattutto da gneiss e filladi, la pedogenesi deve
aver avuto luogo in molto più tempo e quindi è da considerarsi il più antico dei suoli esaminati.
Fig. 7 - Schema dello spessore degli orizzonti nei differenti profili pedologici
Alla luce dei risultati ottenuti si può ipotizzare che più frane siano scese dalla sponda Nord della
valle e che abbiano ricoperto in parte dei resti glaciali.
Il suolo 7 si trova su depositi glaciali, mentre i suoli 1-2 e 3-4-5-6 testimoniano rispettivamente una
prima ed una seconda frana. La presenza poi di alcuni clasti di gneiss nel suolo 1 indica il
probabile limite tra il deposito glaciale e il deposito della frana più vecchia.
4.2. Classificazione dei suoli
Sono di seguito riportate le classificazioni dei sette profili pedologici analizzati (i risultati delle
analisi di laboratorio e le curve granulometriche sono riportate rispettivamente negli allegati 2 e 3).
Nota: l’analisi della frazione fine per decantazione (aerometria) è stata eseguita solo per un
campione (orizzonte B2 suolo 7) in cui la parte fine risultava superiore al 10% del campione totale,
pertanto solamente per questo campione è stato possibile definire con precisione il contenuto di
limo e argilla.
19. - 19 -
Profilo n°1
Suolo 1
Orizzonte B1 B2 C
P(0.075) % 1.76 15.21 2.45
P(4.75) % 69.22 80.91 65.51
CU 8 / 22.22
Sigla ASTM SW SM/C SW
Descrizione Sabbia ben gradata con
ghiaia
Sabbia limosa/argillosa
con ghiaia
Sabbia ben gradata
Profilo n°2
Suolo 2
Orizzonte A B1 B2 C
P(0.075) % 4.53 2.75 5.92 1.88
P(4.75) % 93.87 62.73 67.52 66.39
CU 6.15 9.80 26.66 14.28
Sigla ASTM SW SW SW-SM/C SW
Descrizione Sabbia ben
gradata
Sabbia ben
gradata con ghiaia
Sabbia ben
gradata con
limo/argilla e ghiaia
Sabbia ben
gradata con ghiaia
Profilo n°3
Suolo 3
Orizzonte A C
P(0.075) % 6.54 5.51
P(4.75) % 95.95 69.19
CU 9.09 29.16
Sigla ASTM SW-SM/C SW-SM/C
Descrizione Sabbia ben gradata con
limo/argilla
Sabbia ben gradata con
limo/argilla e ghiaia
Profilo n°4
Suolo 4
Orizzonte A C
P(0.075) % 4.39 2.17
P(4.75) % 99.12 68.11
CU 5.33 11.43
Sigla ASTM SP SW
Descrizione Sabbia poco gradata Sabbia ben gradata con ghiaia
Profilo n°5
Suolo 5
Orizzonte A C
P(0.075) % 9.34 8.48
P(4.75) % 64.19 79.15
CU 66.66 60
Sigla ASTM SW-SM/C SW-SM/C
Descrizione Sabbia ben gradata con
limo/argilla e ghiaia
Sabbia ben gradata con
limo/argilla e ghiaia
20. - 20 -
Profilo n°6
Suolo 6
Orizzonte A C
P(0.075) % 8.55 8.33
P(4.75) % 78.25 73.75
CU 40 50
Sigla ASTM SW-SM/C SW-SM/C
Descrizione Sabbia ben gradata con
limo/argilla e ghiaia
Sabbia ben gradata con
limo/argilla e ghiaia
Profilo n°7
Suolo 7
Orizzonte A B1 B2 C
P(0.075) % 5.30 1.13 23.07 0.87
P(4.75) % 41.10 70.78 97.35 56.38
CU 59.16 8.33 / 11.11
Sigla ASTM GW-GM/C SW SM SW
Descrizione Ghiaia ben gradata
con limo/argilla e
sabbia
Sabbia ben
gradata con ghiaia
Sabbia limosa * Sabbia ben
gradata con ghiaia
*Orizzonte B2: l’analisi per sedimentazione ha indicato che sulla percentuale complessiva del 23.07 di
passante al setaccio 0.075 mm (che rappresenta la parte fine) il limo è il 16.54%. Il limo costituisce quindi
circa il 70% della frazione fine.
Nel dettaglio i sette profili pedologici considerati sono stati classificati seguendo la nomenclatura
tassonomica riportata in Key to Soil Taxonomy, Tenth Edition (USDA Soil Survey Staff, 2006). Si è
scelto di effettuare una classificazione di tipo filogenetico fermandosi dunque al livello gerarchico di
sottogruppo.
Per la definizione di alcuni livelli gerarchici si è reso necessario determinare i regimi
termoudometrici del suolo. A tale scopo sono stati considerati i parametri climatici dell’area di
studio (temperatura dell’aria, precipitazioni - vedi tab. 1) non avendo a disposizione dati relativi
all’effettiva temperatura e umidità del suolo.
Per quanto riguarda il regime termico del suolo esso viene ricavato dalla seguente relazione (da
Dazzi, 2005):
T media suolo = T media aria + 1
T media estiva (giugno, luglio, agosto) suolo = T media estiva aria – 0.6
T media invernale (dicembre, gennaio, febbraio) suolo = [T media suolo – (T media estiva suolo - T media suolo)]
Dai calcoli risulta che il regime termico dei suoli dell’area considerata è tipo mesico (temperatura
media annua del suolo compresa tra 8 e 15°C e differenza tra media estiva e media invernale
maggiore di 6°C).
Nello specifico la T media annua del suolo è di 8.0°C e la differenza tra media estiva ed invernale
è di 13.0°C.
Per quanto riguarda il regime di umidità del suolo esso può essere attribuito al tipo udico, in quanto
anche se l’area di studio è caratterizzata da precipitazioni nel complesso scarse, queste
presentano una distribuzione piuttosto regolare nel corso dell’anno, l’evapotraspirazione è limitata
e sono assenti periodi di deficit idrico.
In Tabella 7 viene presentata la classificazione delle sette sezioni di suolo studiate.
21. - 21 -
Suolo 1 Suolo 2 Suolo 3 Suolo 4 Suolo 5 Suolo 6 Suolo 7
Ordine Inceptisols Inceptisols Mollisols Mollisols Mollisols Mollisols Inceptisols
Sottordine Udepts Udepts Rendolls Rendolls Rendolls Rendolls Udepts
Grande
gruppo
Eutrudepts Eutrudepts Haprendolls Haprendolls Haprendolls Haprendolls Dystrudepts
Sottogruppo Typic Typic Typic Typic Typic Typic Typic
Nome
completo
Typic
eutrudepts
Typic
eutrudepts
Typic
haprendolls
Typic
haprendolls
Typic
haprendolls
Typic
haprendolls
Typic
dystrudepts
Tabella 7 - Classificazione dei suoli secondo la Soil Taxonomy.
Su sette profili pedologici considerati, sei risultano essere suoli che si sono evoluti su substrato
calcareo-dolomitico, detriti colluviali calcarei di dolomia bituminosa, notare infatti che nelle zone
forestali dove sono state eseguite quattro delle sette sezioni dominano Pinus sylvestris ed Erica
carnea costituenti l’associazione vegetale Pineto-Ericetum che rappresenta uno degli esempi più
frequenti di pineta silvestre nelle fasce longitudinali mediana e meridionale delle Alpi specialmente
calcaree (Giacomini e Fenaroli, 1958). Il suolo n°7, a differenza dei precedenti, si è sviluppato su
depositi di origine glaciale, precisamente su materiale parentale di tipo metamorfico (gneiss,
micascisti e filladi).
I suoli indicati dai numeri 1, 2 e 7 appartengono all’ordine degli Inceptisuoli, e sostanzialmente
corrispondono ai suoli bruni delle vecchie classificazioni. Trattasi di suoli giovani, a profilo A-B-C
con pochi caratteri diagnostici. Sono caratterizzati da un orizzonte minerale B di alterazione di
colore tipicamente bruno, che in sostanza corrisponde ad un orizzonte diagnostico cambico.
Quest’ultimo è un orizzonte di alterazione, con rimozione di carbonati e contenuto di argilla
(formata in situ, non vi è illuviazione) maggiore degli orizzonti sottostanti.
Nel dettaglio i suoli n°1 e 2 sono da considerarsi suoli bruni calcarei, in cui la prima parte del
profilo è caratterizzata da decarbonatazione, l’orizzonte minerale B presenta reazione
tendenzialmente neutra o sub-alcalina proprio in relazione alla decarbonatazione che non è mai
completa. Al contrario il suolo n°7 corrisponde ad un suolo bruno acido, che si è evoluto su
substrato siliceo.
I suoli indicati dai numeri 3, 4, 5 e 6 appartengono all’ordine dei Mollisuoli, e in pratica sono da far
corrispondere ai rendzina delle precedenti classificazioni. Sono suoli poco profondi, poco evoluti a
profilo A-C, ricchi di carbonati (CaCO3). Questi suoli sono caratterizzati dalla presenza di un
orizzonte diagnostico mollico, ossia un orizzonte di superficie soffice, con spessore superiore ai 10
cm, di colore bruno scuro quasi nero per l’abbondanza di sostanza organica umificata.
4.3. Martello di Schmidt
La maggior parte delle rocce individuate nelle aree in cui sono stati fatti i rilievi sono costituite da
dolomia, ad eccezione del rilievo 2, nel quale erano presenti numerose rocce di diversa litologia
(gneiss, scisti e miloniti). Siccome ad una diversa costituzione mineralogica corrisponde anche una
diversa resistenza all'alterazione della roccia (Winkler, 2005), per rendere possibile il confronto tra
i valori dello sclerometro, nelle analisi sono stati considerati solamente i valori relativi alle dolomie
escludendo le altre litologie.
Per valutare la durezza delle rocce in ciascun rilievo, seguendo il metodo utilizzato da USBR
(1998), è stata calcolata la media dei cinque valori di rimbalzo più alti di ogni masso (tab. 8, fig. 8).
22. - 22 -
media 5 valori più elevati
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
33.00
34.00
35.00
36.00
rilievo 5 rilievo 2 rilievo 1 rilievo 7 rilievo 3 rilievo 6 rilievo 8 rilievo 4
valoredirimbalzo
Ordinando i rilievi, in ordine crescente, secondo la media dei cinque valori di rimbalzo più elevati si
ottiene:
rilievo 5 rilievo 2 rilievo 1 rilievo 7 rilievo 3 rilievo 6 rilievo 8 rilievo 4
media 5 valori di
rimbalzo più elevati
di ogni roccia
29.46 30.75 30.98 32.20 33.14 34.10 34.34 34.71
Tab. 8 - Media dei cinque valori di rimbalzo più elevati di ogni roccia rilevati in ciascun rilievo
Fig . 8 - Media dei cinque valori di rimbalzo più elevati di ogni roccia rilevati in ciascun rilievo
Per valutare la significatività della differenza tra le medie è stato eseguito un test di Student
(intervallo di confidenza 95%) per ciascuna coppia di rilievi, utilizzando il programma XLSTAT -
versione 5.7.3.
I risultati sono riportati nella tabella seguente:
Rilievo 1 Rilievo 2 Rilievo 3 Rilievo 4 Rilievo 5 Rilievo 6 Rilievo 7
Rilievo 1
Rilievo 2 no
Rilievo 3 sì sì
Rilievo 4 sì sì no
Rilievo 5 no no sì sì
Rilievo 6 sì sì no no sì
Rilievo 7 no no no sì sì sì
Rilievo 8 sì sì no no sì no sì
Tab. 9 - Risultati del test di Student per ciascuna coppia di rilievi. Sì = differenza tra le medie significativa (intervallo di
confidenza = 95%); no = differenza non significativa.
Dai risultati riportati in tabella 9, si può osservare che la differenza tra la media dei valori di
rimbalzo dei rilievi 1, 2 e 5 non è significativa, così come non è significativa quella tra i rilievi 3, 4, 6
e 8, è invece significativa la differenza tra la media dei rilievi 1, 2 e 5 e la media dei rilievi 3, 4, 6 e
8. Si possono quindi identificare in modo certo due gruppi di rilievi: un primo gruppo costituito dai
rilievi 1, 2 e 5 e un secondo gruppo costituito dai rilievi 3, 4, 6 e 8.
Il rilievo 7, considerando unicamente i risultati del test di Student può essere difficilmente
accorpato all'uno o all'altro gruppo in quanto la media dei valori di rimbalzo non è
23. - 23 -
significativamente diversa né alla totalità dei rilievi del primo gruppo, né alla totalità dei rilievi del
secondo gruppo. Osservando il grafico riportato in fig. 8 si può però notare che la media dei valori
di rimbalzo del rilievo 7 si avvicina maggiormente, seppur di poco, alla media del rilievo 3
(differenza tra le due medie pari a 0.94) che non alla media del rilievo 2 (differenza tra le medie
pari a 1.22). Questo fattore, assieme alla spinta vicinanza geografica tra il rilievo 7 e i rilievi 6 e 8,
spingono ad accorpare il rilievo 7 al secondo gruppo di rilievi (rilievi 3, 4, 6 e 8).
Si può quindi calcolare una media dei valori di rimbalzo per i due gruppi evidenziati:
gruppo 1
(rilievi 1, 2 e 5)
gruppo 2
(rilievi 3, 4, 6, 7 e 8)
media 5 valori di rimbalzo più elevati 30.4 33.7
Tab.10 - Media dei 5 valori di rimbalzo accorpati nei due gruppi
I risultati dell'analisi dei valori di rimbalzo registrati con il martello di Schmidt confermano quanto
rilevato dall'analisi dello spessore dell'orizzonte B dei suoli, ovvero che i depositi di frana situati più
a Sud (rilievi 5, 1 e 2) sono più vecchi rispetto a i depositi situati più a Nord (rilievi 3, 4, 6, 7 e 8).
Si può quindi concludere che i depositi di frana costituiti da dolomia bituminosa siano da attribuire
ad almeno due eventi franosi, il primo risalente a 4780 +/- 80 anni (rilievi 1, 2 e 5), come
determinato da una precedente datazione assoluta da Guglielmin (com. pers.), il secondo più
recente. Non avendo a disposizione ulteriori datazioni assolute di rocce presenti nell'area di studio
non è possibile eseguire una regressione per definire l'età del deposito di frana più recente.
I rilievi effettuati hanno permesso di determinare con precisione solo alcuni brevi tratti dei limiti tra i
depositi prodotti dai due eventi franosi (fig. 9). Per poter ottenere i perimetri completi e precisi dei
due depositi di frana occorrerebbe eseguire analisi del profilo pedologico e rilievi di durezza delle
rocce in un numero maggiore di punti.
5.
?
?
?
?
Fig. 10 – Limiti tra i depositi. In blu il limite tra la frana più recente (a Nord) e la frana più antica; in rosso il limite
tra la frana più antica e il deposito glaciale.
24. - 24 -
5. CONCLUSIONI
La metodologia di rilevamento basata sull'utilizzo del martello di Schimdt integrata dall'analisi dei
profili pedologici, ha permesso di affermare che l'area considerata è stata interessata da due
distinti eventi franosi che hanno coperto depositi glaciali più antichi. La metodologia non ha invece
consentito di eseguire una datazione assoluta dei depositi.
25. - 25 -
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