Natural Ground Freezing

In geotecnica il terreno è definito come un mezzo trifase costituito da particelle solide, acqua e aria. I grani possono avere origine minerale e/o organica, si presentano in diverse forme e grandezze determinate dalla curva granulometrica del mezzo. Le due fasi riempiono i vuoti e la loro proporzione determina il grado di saturazione del terreno.

Se i terreni sono sottoposti a temperature inferiori a quelle di congelamento del fluido interstiziale, una parte dell’acqua presente nei vuoti solidifica in ghiaccio, quindi il terreno diventa un mezzo multifase (scheletro solido, aria, acqua e ghiaccio).

Le opere geotecniche immerse in un terreno congelato sono sottoposte a forze di sollevamento che variano in funzione dei parametri termici, idraulici e meccanici del terreno e della geometria dell’opera.

Gli effetti del congelamento dipendono dalla velocità di applicazione del carico termico e sono strettamente legati alla formazione delle cosiddette “ice lens” (lenti di ghiaccio), ovvero strati di ghiaccio puro che si sviluppano perpendicolarmente al flusso di calore.

Con “frost heave” o criosollevamento s’intente il rigonfiamento che un terreno subisce a causa del processo di congelamento. È un fenomeno importante da considerare nel campo dell’ingegneria civile nelle aree fredde e una sua profonda comprensione e previsione è ancora lontana dall’essere raggiunta.

Il criosollevamento si manifesta se sono soddisfatte le tre condizioni seguenti: una temperatura inferiore a quella di congelamento, un terreno suscettibile al congelamento e un costante afflusso di acqua al terreno.

Tesi di Laurea Magistrale, Ing. Walter Malavolta, “Effetti indotti dal congelamento di terreni superficiali sulle fondazioni di pannelli fotovoltaici” 2016, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”