Il progetto FROZEN è stato finanziato da FILAS-LazioInnova con l’obiettivo di sviluppare un’attrezzatura a controllo di percorso di carico e temperatura per eseguire prove termo-meccaniche su terreni saturi artificialmente congelati e scongelati.

Il prototipo é stato progettato e realizzato dal DICII dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata in collaborazione con l’Universitat Politecnica de Catalunya. Il congelamento del provino avviene dall’interno verso l’esterno, cioè con la stessa modalità utilizzata in sito nelle applicazioni di ingegneria, attraverso una canna in rame nella quale circola un fluido refrigerante a bassa temperatura.

Le deformazioni radiali del provino sono misurate localmente mediante una cintura munita di sensori magnetici, mentre gli spostamenti assiali sono misurati sia con trasduttori locali solidali al provino, sia con un trasduttore di spostamento esterno alla cella.

L’analisi a ritroso delle misure di temperatura, eseguite durante il transitorio mediante termocoppie a diverse distanze dalla canna congelante, permette di valutare i parametri di conduttività termica del terreno.

L’attrezzatura consente di eseguire prove di compressione isotropa e anisotropa con diverse obliquità e prove di compressione assiale confinata dalle quali è possibile ricavare i parametri di compressibilità e le caratteristiche di resistenza al variare della temperatura e della velocità di applicazione dei carichi.

Il progetto mira a rivoluzione le attuali modalità di previsione del comportamento idro-meccanico del terreno congelato, fornendo una consulenza specializzata alle società di scavi. Il congelamento artificiale del terreno (artificial ground freezing, AGF), utilizzato prevelantemente negli scavi di terreni sottofalda, è attualmente soggetto a coefficienti di sicurezza molto alti a causa dell’elevata incertezza che ruota attorno alla risposta meccanica del terreno.

Una comprensione profonda del fenomeno permetterà di risparmiare tempo e investimenti, ottimizzando il processo a vantaggio di una migliore efficienza.