Sara Sarzo

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INTRODUZIONE

Il periodo di tirocinio è stato svolto presso il laboratorio di analisi dell’azienda Riccagioia S.C.P.A.

situata a Torrazza Coste. Riccagioia è un centro di servizi rivolti al settore vitivinicolo che promuove

l’applicazione di nuove tecnologie e svolge attività di ricerca, sperimentazione, formazione e

divulgazione. L’azienda nasce nel 2011 da un progetto della Regione Lombardia insieme all’ ERSAF

(Ente per i Servizi all’Agricoltura e alle Foreste) coinvolgendo enti pubblici e società private. Il

complesso dei laboratori di Riccagioia fa riferimento ad una serie di strutture che realizzano tipologie

diverse di analisi su vini, terreni e materiali vegetali.

La mia tesi di laurea ha riguardato l’analisi tessiturale di terreni coltivati a vite appartenenti alla prima

fascia collinare e a quella pianeggiante dell’Oltrepò pavese, al fine di poter realizzare una carta

pedologica. Sono stati presi in considerazione i campioni di terreno di cui si possedeva tutto il profilo

pedologico, dallo strato superficiale allo strato situato al di sopra della roccia madre, e su questi è

stata effettuata l’analisi della tessitura tramite un analizzatore granulometrico automatico.

PARTE DESCRITTIVA

1.TERRENO

1.1 DEFINIZIONE E FORMAZIONE

Si definisce terreno o suolo lo strato superficiale, di spessore variabile dai pochi alle decine di

centimetri, che ricopre per molti tratti la crosta terrestre che si origina dalla degradazione della roccia

madre. Questo fenomeno detto pedogenesi è molto lento ed è causato da processi di tipo meccanico,

chimico, fisico e biologico. La pedogenesi ha inizio sul substrato pedogenetico, costituito da un

accumulo di detriti derivanti dall’alterazione e dalla disgregazione della roccia madre. Questi detriti

possono derivare direttamente dalla roccia madre presente in situ, per cui si avrà un substrato

autoctono, oppure da rocce madri esterne all'area, in questo casa avremo un substrato alloctono. Tale

processo può essere suddiviso in due fasi principali: disgregazione della roccia madre e formazione

del suolo. La prima fase avviene per azione dei diversi agenti atmosferici, che provocano lo

sminuzzamento delle rocce con produzione di sedimenti a granulometria progressivamente sempre

più fine, fino ad arrivare alle dimensioni della sabbia. Questi granuli sono quasi sempre composti da

un solo minerale, con dimensioni dell'ordine di frazioni di millimetro; particelle di dimensione più

fine, come per esempio quelle argillose, non possono essere ottenute tramite alterazione

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esclusivamente fisica, ma devono entrare in gioco di trasformazioni chimiche o biologiche. Le

modalità di degradazione fisica delle rocce sono di diversi tipi:

azione gelo-disgelo, detta anche gelivazione, nella quale l'acqua presente all'interno delle fessure

delle rocce, congelando, aumenta di volume producendo pressioni in grado di provocare

l'allargamento della frattura e, dopo cicli ripetuti, la frantumazione della roccia;

effetto salsedine, detta anche disgregazione salina o processo aloclastico, analogo alla

disgregazione operata dai cristalli di ghiaccio, solo più lenta visto il maggior tempo richiesto alla

precipitazione e crescita cristallina di volumi di sali sufficienti a creare pressioni disgreganti;

attività organica, anche se l'attività trasformante degli organismi si esplica soprattutto per via

biochimica;

l'azione meccanica delle radici in crescita delle piante.

Esistono altre forme di degradazione fisica che possono agire sulle rocce, che vengono considerate

di qualche importanza solo su tempi lunghissimi, come l'effetto di espansione termica.

Tutti i processi di disgregazione fisica producono un notevole incremento del rapporto

superficie/volume della massa rocciosa considerata, questo aumento di superficie rende il materiale

più suscettibile all’azione chimica, quindi ha inizio la seconda fase del processo di pedogenesi che

avviene per azione di agenti chimici e biologici. Gli attacchi chimici ai minerali di una roccia portano

al cambiamento o alla distruzione della loro struttura cristallina e alla perdita di elementi. In tutti i

processi chimici l'acqua svolge un ruolo importante, in quanto la sua circolazione viene permessa

dalla permeabilità del suolo che è funzione della tessitura.

I processi attraverso i quali si ha alterazione del substrato sono:

Ossidazione/riduzione: hanno importanza nel suolo in quanto agiscono sulla solubilità e quindi

sulla mobilità di alcuni elementi. Alcuni fra gli elementi chimici più importanti nella pedogenesi

hanno dinamiche molto influenzate dal loro stato ossidativo: il ferro, ad esempio, in condizioni

riducenti, tipiche di un suolo saturato d'acqua, si riduce a ione Fe2+ e diventa parzialmente solubile

in acqua, potendo essere così allontanato. Quando l'ambiente pedologico ritorna ossidante, ad

esempio, cessando le condizioni di saturazione idrica, il ferro ritorna nella sua forma trivalente e

riprecipita come ossido o idrossido.

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Solubilizzazione: l'acqua ha un grosso potere solubilizzante, ulteriormente incrementato dal fatto

che è frequentemente resa lievemente acida per la presenza di acidi organici deboli o CO2 disciolta

.Le soluzioni circolanti in un suolo sono di grossa importanza nei meccanismi pedogenetici, data

la grande mobilità nel profilo pedologico dell'acqua, che rende possibile asportazioni di grandi

quantità di ioni e la loro successiva rideposizione in altri orizzonti nel profilo o il loro

allontanamento. Ad esempio, i processi di decarbonatazione sono essenzialmente derivanti dalla

solubilizzazione e dall’asporto di ioni calcio (Ca2+);

Idratazione: consiste nell'incorporazione di molecole di acqua nel reticolo di un minerale e si

verifica quando, in condizioni di aridità, la forte evaporazione provoca l'espulsione di acqua.

L'idratazione facilita l'alterazione chimica dei minerali, indebolendo le forze che tengono legati

gli ioni alle superfici dei cristalli. Molti minerali del suolo derivano da idratazione: ad esempio il

gesso.

Idrolisi: è data da una rottura dei reticoli cristallini dei minerali causata dall'azione dell'acqua.

Nella pedogenesi è un potente fattore di alterazione, assolutamente di primo piano in ambienti

caldi e umidi. La capacità alterativa delle molecole di acqua è aumentata dalla lieve acidità

(contenuto in acido carbonico, H2CO3). Il processo idrolitico comporta la liberazione della silice

e delle basi; in dipendenza delle caratteristiche climatiche, poi, queste possono essere

completamente dilavate oppure dare origine ad argille e idrossidi di ferro, alluminio e manganese.

Chelazione: è una forma particolare di alterazione chimica, in alcuni casi, biochimica, causata da

alcune tipologie di composti organici come gli acidi organici o i fenoli. Tali composti attaccano i

minerali, estraendo ioni metallici e formando dei composti organo-metallici; questi ioni possono

poi subire una traslocazione, ad opera dell'acqua circolante, verso le parti più basse del profilo.

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Il processo pedogenetico, fa sì che il suolo formi strati distinti a diverse profondità che sono

chiamati orizzonti e che nel loro insieme costituiscono il profilo di un terreno. Si possono così

distinguere diversi orizzonti:

Fig.1- Profilo pedologico del suolo

▪ orizzonte O (orizzonte superiore), è sottile e formato dall’accumulo di materiale organico

indecomposto o parzialmente decomposto, sulla superficie topografica. Il suo spessore dipende

dalla quantità della vegetazione e dalla presenza o meno di microrganismi decompositori;

▪ orizzonte A (orizzonte eluviale) presenta un accumulo di sostanza organica umificata

intimamente mescolata con una frazione minerale. Il suo colore dipende dalla quantità di sostanza

organica, dall’intensità e dal tipo di processi fisico-chimici che agiscono;

▪ orizzonte E è caratterizzato dalla netta prevalenza dei processi di lisciviazione ed impoverimento

delle sostanze minerali (perdita di argilla, ferro o alluminio) che gli conferiscono un caratteristico

colore grigio chiaro;

▪ orizzonte B (orizzonte fluviale) ha la caratteristica di essere ricco in argille Il colore di questo

orizzonte varia da grigio, rosso, giallo a misto, a seconda del tipo di processo chimico intervenuto;

▪ orizzonte C è poco influenzato dai processi di formazione del suolo, esso rappresenta il substrato

pedogenetico e arriva fino alla roccia madre.

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1.2 COMPONENTI DE TERRENO

Il terreno è costituito dai seguenti componenti:

- scheletro;

- terra fine;

- humus, che ne costituisce la parte organica;

- aria;

- acqua.

Lo scheletro è quella parte di terreno che non passa al vaglio di un setaccio con fori di diametro da 2

mm e quindi è costituita da particelle con diametro superiore ai 2 mm. Convenzionalmente lo si

suddivide in ciottoli, ghiaione e ghiaia, in funzione del diametro.

La terra fine è quella parte di terreno che passa al vaglio di un setaccio con fori di diametro 2 mm; è

quindi costituita dalle particelle con diametro inferiore ai 2 mm e convenzionalmente la si considera

composta da sabbia, limo e argilla. La sabbia, secondo la classificazione internazionale dei suoli, è

costituita da tutte le particelle di diametro compreso fra 0.02 e 2 mm, con la suddivisione in sabbia

grossa (0.2-2) e sabbia fine (0.02-0.2). Il limo comprende le particelle con diametro compreso tra

0.002 e 0.02 mm e l'argilla quelle di diametro inferiore a 0.002 mm (2µm). La sabbia ed il limo, che

costituiscono la parte inattiva della terra fine, hanno essenzialmente una funzione di tipo meccanico,

in quanto costituiscono il supporto poroso sul quale possono fissarsi gli altri componenti chimici e

nel quale possono circolare aria e acqua. L'argilla ha una funzione molto importante sia dal punto di

vista chimico, in quanto può fissare molte sostanze necessarie alla pianta, sia dal punto di vista fisico,

in quanto compie un'azione di aggregazione delle particelle contribuendo in modo fondamentale alla

costituzione della struttura del terreno.

L’humus costituisce la parte organica del terreno; è costituito da una miscela di sostanze organiche

provenienti dalla decomposizione degli organismi viventi vegetali ed animali presenti nel terreno; ha

la funzione duplice di nutrizione vegetale in quanto contiene azoto, fosforo, potassio e calcio e di

stabilizzare la struttura del terreno legando assieme i componenti tramite i diversi acidi che contiene.

Quest'ultima funzione è svolta soltanto dall'humus attivo, cioè quello proveniente dalla

decomposizione operata da batteri di tipo aerobico.

L’aria e l’acqua sono contenute nei pori presenti all'interno del terreno. L'acqua, che è di solito

particolarmente ricca di sostanze disciolte, ha una funzione fondamentale per la vita della pianta:

contiene elementi inorganici ed organici che la pianta può assimilare attraverso l'apparato radicale ed

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è necessaria per la termoregolazione della pianta che avviene attraverso l'evapotraspirazione. L'aria,

di solito quasi satura di vapore e ricca di CO2, è necessaria per la respirazione dell'apparato radicale.

1.3 PROPRIETÁ FISICHE DEL TERRENO

Le principali proprietà fisiche del terreno sono le seguenti:

tessitura;

struttura;

porosità;

densità.

TESSITURA

La tessitura che viene, detta anche composizione granulometrica, esprime la ripartizione in funzione

della dimensione dei costituenti minerali ed è espressa in % in peso, percentuale in peso delle

particelle elementari solide che costituiscono il terreno in funzione del loro diametro. Tale

composizione, è solitamente espressa attraverso una distribuzione granulometrica discreta in cui le

classi dimensionali sono definite da convenzioni internazionali. Poiché è impossibile valutare le

dimensioni delle singole particelle solide si ricorre ad alcune semplificazioni, per cui si assume che:

Tutte le particelle si considerano sfere con diametro pari al vaglio del setaccio, usato per setacciare

il terreno.

Le particelle vengono poi ripartite in classi granulometriche che hanno intervalli di diametri e

nomi convenzionali.

Mentre le dimensioni maggiori a 2 mm identificano, come accennato in precedenza, lo scheletro, la

frazione di terreno costituita da particelle con dimensioni inferiore ai 2 mm detta terra fine, è la sola

parte che viene caratterizzata dalla tessitura. Le classificazioni granulometriche della tessitura

principalmente adottate sono quelle riportate da:

Società Internazionale di Scienza del Suolo (ISSS), che prevede la seguente classificazione:

Sabbia: 2 mm > d > 0.02 mm, distinta in:

Sabbia Grossolana 2 mm > d > 0.2 mm

Sabbia Fine 0.2 mm > d > 0.02 mm

Limo: 0.02 mm > d > 2 µm

Argilla: d < 2 µm

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Dipartimento Agrario degli Stati Uniti (USDA), che preferisce dettagliare la sabbia in ben

cinque classi:

Molto grossolana: 1 < d < 2 mm;

Grossolana: 0.5 < d < 1 mm;

Media: 0.25 < d < 0.5 mm;

Fine: 0.1 < d < 0.25 mm;

Molto Fine: 0.05 < d < 0.1 mm

In entrambe queste classificazioni si distingue uno scheletro, costituito da particelle di diametro

superiore ai 2 mm, ed una terra fine che comprende le particelle sotto i 2 mm. La terra fine viene

suddivisa in tre categorie principali: sabbia, limo e argilla.

La classificazione americana è più specifica per la particelle tra 0.05 e 0.02 mm ed è quella adottata

nelle mie analisi.

Tab. 1- Classificazione granulometrica dei componenti del terreno

Le caratteristiche delle diverse frazioni granulometriche sono ovviamente correlate alla composizione

mineralogica. I minerali provenienti dalla disgregazione fisica della roccia madre, in particolare

quarzo e feldspati, prevalgono nello scheletro e nella sabbia, mentre le frazioni colloidali prevalgono

nella classe argillosa. L’analisi tessiturale quindi ha come punto critico la dispersione del campione.

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Le particelle solide sono infatti spesso cementate tra di loro per cui a seconda della tecnica adottata

per la dispersione si potrà valutare una:

- tessitura reale, se si disperdono completamente le particelle;

- tessitura apparente, se si considerano come particelle anche gli aggregati resistenti alla tecnica

adottata.

Conoscendo la composizione in percentuale di sabbia, limo ed argilla è possibile attribuire il terreno

ad una classe di tessitura utilizzando triangoli, diversi a seconda del metodo di classificazione

adottato. I triangoli usati nei laboratori italiani sono quelli dell’ISSS e dell’USDA. I risultati ottenuti

con i due metodi di analisi dovrebbero coincidere, anche se l’elevata manualità contribuisce ad

aumentare la variabilità del risultato. Una possibile soluzione a questo problema può venire

dall’utilizzo di apparecchiature automatiche per l’esecuzione della procedura analitica.

Fig.2- Triangolo USDA

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Fig.3- Triangolo ISSS

Nella classificazione si può notare la diversa importanza che rivestono le 3 frazioni granulometriche

nella definizione di un terreno. In particolare la sabbia, nonostante dimensionalmente impegni quasi

due ordini di grandezza, dona al terreno un connotato nettamente sabbioso solo con valori maggiori

dell’85%. Per il limo ne occorre l’80%, mentre l’argilla con una presenza del 40% riesce già a dare

ad un terreno una connotazione nettamente argillosa. Questo avviene principalmente per due motivi:

il diverso contributo delle particelle alla porosità di un terreno e la superficie con cui le diverse classi

di particelle contribuiscono alla superficie attiva, importante sia dal punto di vista idrologico sia in

quanto sede di scambi ionici, reazioni e fissazione di elementi nutritivi.

Sono adottate, anche a livello internazionale delle sigle per la classificazione delle diverse frazioni

granulometriche, troviamo il termine di uso comune franco con cui si intende un terreno a medio

impasto e quindi ben bilanciato in termini di composizione granulometrica.

S SABBIA s Sand

L LIMO si Silt

A ARGILLA c Clay

F FRANCO l Loam

Tab.2- Sigle di classificazione delle classi granulometriche

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In base alla tessitura i suoli si possono quindi distinguere come segue:

terreni sabbiosi sono generalmente costituiti da depositi marini come conchiglie e coralli e

più frequentemente frammenti di rocce calcaree di difficile alterazione;

terreni limosi sono solitamente costituiti dai frammenti di rocce di silicati e calcaree di

dimensioni più piccole;

terreni argillosi, molto diffusi in Italia, caratterizzano suoli collinari e derivano dalla normale

evoluzione della componente minerale a base di silicati.

STRUTTURA

Per struttura si intende la localizzazione spaziale delle particelle elementari del terreno, il modo in

cui esse sono associate e l’intensità dei loro legami. Queste particelle di varia natura e dimensioni,

possono essere rappresentate da semplici componenti della tessitura oppure più spesso da aggregati

degli stessi. Quindi sono state proposte diverse classificazioni per definire la struttura del terreno e la

più utilizzata dal punto di vista agronomico è quella proposta da Duchaufour (1960) che vede cinque

diversi tipi di strutture:

struttura a particelle singole: non si riscontra la formazione di aggregati e le particelle elementari

restano indipendenti le une dalle altre, struttura caratteristica dei terreni sabbiosi; oppure

cementate in blocco in seguito alla flocculazione di abbondanti colloidi minerali caratteristica dei

terreni argillosi e poveri di sostanza organica;

struttura concrezionata: è abbastanza simile alla precedente ma riguarda gli orizzonti

impermeabili;

struttura grumosa: costituita da aggregati porosi e irregolari capaci di consentire buone condizioni

di abitabilità,

struttura granulare: tipica dei terreni argillosi e deriva dalla flocculazione di colloidi minerali che

originano grani di forma rotondeggiante o irregolare,

struttura di disgregazione: formata da elementi poliedrici prismatici o di altra forma originati da

frammentazioni provocate da agenti esterni.

La struttura è una caratteristiche molto importante in quanto è in grado di influenzare sia la fertilità

del suolo sia la tecnica agronomica. Mentre sotto l’aspetto fisico questa influenza i rapporti tra fase

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solida, liquida e gassosa quindi anche l’umidità, sotto l’aspetto chimico sono influenzati i fenomeni

di ossidazione e di riduzione in quanto dipendono dal grado di aerazione.

POROSITÁ

La porosità è il rapporto tra il volume non occupato dalle componenti solide del terreno ed il volume

del terreno stesso; gli spazi lasciati vuoti dal terreno vengono detti pori. I pori possono essere occupati

dall’aria o dall’acqua; in base al contenuto dei pori questi si distinguono in micropori che sono pori

di piccole dimensioni occupati sia da aria che da acqua e i macropori che hanno dimensioni più grandi

e sono occupati da sola aria. Si può allora definire la porosità totale come la somma della

microporosità e della macroporosità. La microporosità ha riflessi sulla capacità di ritenzione idrica

ed è correlata sia alla tessitura sia alla struttura. In generale aumenta con il tenore in particelle fini e

finissime, raggiungendo i valori più elevati nei terreni argillosi e limosi. La macroporosità ha riflessi

sulla permeabilità e sui movimenti dell'aria e dell'acqua nel terreno. È correlata principalmente alla

tessitura, raggiungendo i valori più elevati nei terreni sabbiosi.

DENSITÁ

La densità esprime la massa del terreno riferita all'unità di volume. Si distingue fra densità reale, che

prende in considerazione solo il volume della frazione solida, e densità apparente, che prende in

considerazione il volume totale del terreno, compresi gli spazi vuoti.

La densità reale è poco importante ai fini pratici. Il suo valore, che è stabile, dipende in sostanza dalla

natura chimica della frazione solida, mentre non ci sono particolari differenze in relazione alla

tessitura.

La densità apparente può cambiare sensibilmente in relazione alla tessitura e alle sue interazioni con

la struttura.

2. ANALISI GRANULOMETRICA

2.1 FINALITÁ PER CUI SI DETERMINA LA TESSITURA

Le analisi granulometriche hanno essenzialmente due grandi applicazioni l’agronomia, dove sono

utilizzate per conoscere le relazioni che intercorrono tra tessitura ed elementi nutritivi per le colture

e la geologia dove sono usate nello studio della stabilità di un terreno.

L’analisi della composizione granulometrica mira unicamente a conoscere il contenuto in particelle

primarie del terreno, suddivise in base alla grandezza indipendentemente dal modo in cui si trovano

distribuite nello spazio. La componente solida primaria (cioè non associata in aggregati strutturali)

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del terreno è caratterizzata da particelle di varia dimensione, da diametri dell’ordine del centimetro si

passa ai millimetri e ai decimi di micron dei componenti più fini. Queste frazioni possono essere

classificate in base al diametro e raggruppate in categorie dimensionali. Sono state proposte a riguardo

molte suddivisioni che fondamentalmente differiscono per i limiti delle classi dimensionali delle

singole particelle. Le principali sono due come già detto in precedenza e differiscono solo per il limite

che separa limo e sabbia: 0,02 mm per la Società Internazionale di Scienze del Suolo, ripresa

dall’Unichim, e 0,05 mm per l’USDA, ripresa dalla Società Italiana di Scienze del Suolo; coincidono

invece il limite superiore per la sabbia, 2 mm, ed il limite limo-argilla, 0,002 mm.

I metodi impiegati per l’analisi granulometrica prevedono una prima separazione delle particelle

aventi diametro inferiore a 2 mm, denominate “terra fine”. L’analisi granulometrica viene eseguita

mediante due tecniche:

setacciatura

sedimentazione

La determinazione dello scheletro viene eseguita in laboratorio per setacciatura del terreno

utilizzando un setaccio a maglia tonda con vaglio da 2 mm.

La determinazione granulometrica della terra fine per sedimentazione è una procedura basata sulla

misura della densità di una sospensione ottenuta miscelando il terreno all’acqua con l’aggiunta di

sostanze disperdenti (nel nostro caso il sodio esametafosfato), per favorire la separazione delle

particelle. La sua interpretazione viene fatta impiegando la legge di Stokes, che lega la velocità di

sedimentazione di una particella in sospensione al diametro della particella e alla densità della

miscela.

2.2 LEGGE SI STOKES

Per poter applicare la legge di Stokes occorre considerare le particelle della terra fine come sfere.

Secondo tale legge, una sfera immersa in un fluido viscoso, fermo ed indefinito, e abbandonata a se

stessa senza velocità iniziale, per effetto della gravità cade con moto inizialmente accelerato. Se il

diametro della sfera è abbastanza piccolo così che nella sua caduta essa non provochi la formazione

di scie vorticose, la sfera raggiunge una velocità di regime alla quale si equilibrano la resistenza del

mezzo e la forza motrice, proseguendo la sua caduta con moto uniforme.

La velocità di una particella in caduta nel fluido (velocità di sedimentazione) può essere cosi espressa:

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: densità della sfera (particella di terreno)

: densità del fluido

: coefficiente di attrito viscoso del fluido

: accelerazione gravitazionale

: raggio della sfera

Una volta scelto il fluido da utilizzare nell’analisi (acqua nel caso dell’analisi granulometrica del

terreno) la sua densità e viscosità risultano note. L’accelerazione di gravità è nota e come densità

della particella si può utilizzare un valore medio di 2,65 Kg/m3.

La velocità di sedimentazione, quindi, dipende unicamente del quadrato del raggio delle particelle;

per questo le particelle di diametro maggiore (sabbia) precipitano prima, mentre quelle più fini (limo

e argilla) rimangono in sospensione per lungo tempo.

La legge di Stokes è valida sperimentalmente solo per piccole sfere (al più di circa 2 millimetri) fatte

cadere in grandi recipienti (come ad esempio cilindri di 6-7 cm di diametro e 25-30 cm di altezza).

Eseguendo misure di densità a diversi intervalli di tempo e conoscendo il peso specifico dei grani è

possibile ricavare il diametro e la percentuale in peso delle particelle rimaste in sospensione, ovvero

quelle aventi diametro inferiore a quelle sedimentate.

PARTE SPERIMANTALE

3. MATERIALI E METODI

3.1 REATTIVI E STRUMENTAZIONE

Nella mia tesi sono stati utilizzati 72 campioni appartenenti alla pedoteca di Riccagioia. Questi

campioni sono stati scelti in modo da poter analizzare la zona collinare e pianeggiante dell’Oltrepò,

in particolare la zona tra Broni-Volpara. Dopo aver selezionato i campioni di cui si possedeva tutto il

profilo pedologico questi sono stati sospesi in sodio esametafosfato e successivamente analizzati

mediante un granulometro, il GSA.

http://it.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A0

http://it.wikipedia.org/wiki/Viscosit%C3%A0

http://it.wikipedia.org/wiki/Accelerazione

http://it.wikipedia.org/wiki/Forza_di_gravit%C3%A0

http://it.wikipedia.org/wiki/Raggio_(geometria)

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3.2ANALISI GRANULOMETRICA CON GSA

Il GSA (Grain Size Analyzer) è uno strumento realizzato dalla ditta Gibertini, che permette la

caratterizzazione granulometrica dei terreni attraverso la misura della riduzione progressiva di densità

di una sospensione acqua-terreno conseguente alla sedimentazione nel tempo delle particelle di

materiale.

Fig.4- GSA (Grain Size Analyzer) a sei postazioni

Il GSA in uso al laboratorio di Riccagioia possiede bicchieri di decantazione con un volume pari a

500 ml e ha 3 postazioni che permettono, quindi la determinazione granulometrica di3 campioni

contemporaneamente. Lo strumento è costituito da:

1- Densimetro

2- Sonda per la misurazione della temperatura

3- Gancio porta pescante

4- Bilancia idrostatica

Questo strumento si avvale della procedura prescritta dalle normative standard ASTM D422 e UNI

CEN ISO/TS 17892-4, applicata ad una bilancia idrostatica elettronica per la misura della densità

modifica.

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Il GSA viene usato in alternativa all’idrometro manuale (o altri densimetri standard) soggetto a letture

difficoltose e soggettive. Le principali caratteristiche di questo strumento sono:

Range di densità da 0,900 a 1,0500 con precisione 4° cifra decimale (l’idrometro ha 3 cifre

decimali molto approssimate).

Compensazione automatica della variazione della temperatura e legge di Stokes

Ripetibilità migliore del 2 %

Tutti i parametri variabili, densità del terreno, accelerazione di gravità, tempi di acquisizione

dei dati, etc, sono programmabili dall’operatore.

Per le misure granulometriche, il GSA misura la densità della sospensione di terreno a intervalli di

tempo prestabiliti. La densità diminuisce con la sedimentazione progressiva delle particelle con una

velocità di sedimentazione che è funzione unica del quadrato del raggio delle particelle (legge di

Stokes). Le particelle di diametro maggiore hanno una velocità di sedimentazione maggiore

provocando una diminuzione della densità della sospensione di terreno e quindi sono quelle che

vengono individuate per prime.

L’analisi granulometrica effettuata con questo strumento, che utilizza la classificazione

granulometrica del Dipartimento Agrario degli Stati Uniti (USDA), permette la distinzione delle

seguenti frazioni:

sabbia grossa ( > 100 µm )

sabbia fine ( 100 – 50 µm )

limo grosso ( 50 – 20 µm )

limo fine ( 20 – 2 µm )

argilla ( < 2 µm )

Lo strumento effettua diverse misure di densità a intervalli di tempo differenti. In funzione del peso

specifico dei grani è possibile ricavare il diametro e la percentuale in peso delle particelle rimaste in

sospensione e quindi aventi diametro inferiore a quelle sedimentate. I risultati vengono espressi in

g/Kg.

La sospensione acqua-terreno viene preparata all’interno di cilindri di vetro utilizzati poi per l’analisi;

la sospensione viene preparata con qualche ora di anticipo, generalmente una notte, per favorire la

dispersione delle particelle del terreno, quindi si diluisce con acqua fino a 500 ml. I bicchieri di

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decantazione, introdotti nello strumento, vengono agitati mediante un’ancoretta magnetica per 10

minuti con velocità costante e controllata. La densità della sospensione di terreno viene misurata

mediante un densimetro agganciato ad una bilancia idrostatica.

Il densimetro è costituito da un pescante di vetro di forma cilindrica che contiene al suo interno delle

sfere di piombo fino a raggiungere un peso definito. All’estremità opposta del pescante è legato un

sottilissimo filamento di acciaio che permette di agganciare il densimetro all’apposito gancio porta

pescante. Lo strumento viene completamente gestito attraverso un software, consentendo la raccolta

e l’elaborazione dei dati acquisiti. E’ possibile la visualizzazione in tempo reale dell’andamento della

prova in forma grafica. L’analisi dura al massimo 8 ore, tempo necessario ad avere la garanzia che la

sospensione contenga solo acqua e argilla. L’utilizzo del GSA rappresenta un grande vantaggio,

rispetto all’analisi manuale, per quanto riguarda i tempi di analisi che si riducono dalla 24 ore

necessarie per quelle effettuate mediante il densimetro o il levigatore di Andreasen a solo otto ore al

massimo. Tuttavia è opportuno evidenziare che la gestione strumentale delle misure, che vengono

effettuate in continuo, a intervalli prefissati e in funzione della velocità di sedimentazione delle

particelle del terreno, permette di ottenere risultati estremamente più affidabili ed una ripetibilità delle

misure molto elevata, evitando errori di misurazione nelle prime fasi dell’analisi, dovute a

sedimentazioni irregolari e all’impossibilità di misurare la densità della sospensione ai tempi indicati,

a causa delle ridotta visibilità della scala graduata del densimetro. Il software che gestisce il GSA

fornisce le quantità in peso, espresse in g/Kg, delle varie classi granulometriche che compongono il

campione analizzato e la curva granulometrica ottenuta con i dati delle misurazioni effettuate durante

tutta l’analisi.

3.3 LA CURVA GRANULOMETRICA

É un diagramma sperimentale ottenuto in seguito al passaggio del materiale campione tramite

setacciatura (per frazioni granulometriche grossolane) o sedimentazione (per frazioni

granulometriche fini).

Il risultato dell'analisi è reso più chiaramente visibile attraverso la creazione di grafici in scala

ordinaria o logaritmica che riportano:

- il diametro delle particelle in ascissa

- la percentuale in peso in ordinata

Dall'analisi della curva granulometrica di un terreno è possibile derivarne il tipo e il grado di

assortimento delle particelle, cioè quanto le particelle che compongono il campione presentano

eterogeneità di dimensioni.

http://it.wikipedia.org/wiki/Diagramma

http://it.wikipedia.org/wiki/Setacci

http://it.wikipedia.org/wiki/Sedimentazione

http://it.wikipedia.org/wiki/Grafico_di_una_funzione

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Eseguendo misure di densità a diversi intervalli di tempo e conoscendo il peso specifico dei grani è

possibile ricavare il diametro e la percentuale in peso delle particelle rimaste in sospensione e quindi

aventi diametro inferiore a quelle sedimentate. Con questi dati si costruisce la curva granulometrica.

La forma della curva è indicativa della distribuzione granulometrica: più la curva è distesa, più la

granulometria è assortita. La curva granulometrica è una curva percentuale, cioè indica la percentuale

in peso della frazione che super un determinato diametro.

3.4 PREPARAZIONE DEL CAMPIONE

3.4.1 ASCIUGATURA

Il terreno destinato all’analisi deve essere completamente asciutto e pertanto lasciato asciugare, su

carta da filtro, per sette giorni a temperatura ambiente in un locale dotato di condizionamento dell’aria

e di un sistema di aspirazione delle polveri fino a completa stabilizzazione dell’umidità.

3.4.2 SETACCIATURA CON SETACCIATORE Cad Disegni da 2 mm

Quando il terreno è completamente asciutto, si procede alla fase di setacciatura mediante un

setacciatore meccanico con vaglio a maglie tonde da 2 mm.

Fig.5- Setacciatore meccanico con vaglio a maglie tonde da 2 mm

Il terreno da setacciare viene inserito all’interno di un setaccio di forma cilindrica, munito di un

cilindro di ferro pesante che ha lo scopo di frantumare i grumi e gli aggregati più grossolani del

terreno mediante debole e costante percussione ottenuta nella rotazione del cilindro nel suo

alloggiamento. Il setaccio viene chiuso e inserito all’interno del setacciatore sopra dei rulli, i quali,

girando, permettono la frantumazione delle zolle tenere e quindi la setacciatura della frazione di

terreno inferiore ai 2 mm. Dopo 5 minuti, la frazione di terreno che non passa attraverso le maglie da

2 mm, considerata scheletro (costituita da sassi, zolle concrete e vegetali), viene scartata, in quanto

non utile per le successive analisi.

18

3.5 DISPERSIONE DEL CAMPIONE

Del campione di terreno precedentemente asciugato e setacciato, ne viene pesata un’aliquota di 25

g, questa viene inserita in una beuta da 250 mL insieme a 62 mL di una soluzione acquosa di

esametafosfato di sodio (SHPM) al 4% (40 g/L). Il sodio esametafosfato è un complessante più

debole dell’EDTA, chiamato anche sale di Calgon.

Fig.6- Struttura dell’esametafosfato di sodio

È un esamero di composizione (NaPO3)6, quello presente in commercio è una miscela di metafosfati

polimerici. Nell’analisi della tessitura, viene usato come disperdente dei colloidi argillosi per far sì

che i costituenti del terreno siano presenti come particelle singole e non come aggregati, condizione

necessaria per l’analisi granulometrica. La dispersione avviene grazie alla sostituzione dei cationi

assorbiti dalle argille, come il Ca2+, con cationi Na+ provenienti dalla fase disperdente SHMP. I

cationi polivalenti sostituiti formano complessi insolubili con il fosforo, i quali impediscono la

riformazione degli aggregati. L’assorbimento di cationi Na+ da parte dell’argilla favorisce

l’incremento dell’idratazione di quest’ultima con ulteriore dispersione dei colloidi. Questa condizione

indebolisce la forza del legame tra l’argilla e il catione aumentando l’elettronegatività della particella

di argilla e quindi la sua repulsione da altre particelle di argille. La sospensione viene agitata per

permettere a tutto il terreno di entrare in contatto con il sodio esametafosfato. Il terreno viene lasciato

a contatto con la soluzione disperdente per una notte, per permettere una ottimale dispersione dei

colloidi. Successivamente alla sospensione viene aggiunta acqua fino a un volume di 250 mL e viene

nuovamente agitata fino ad omogeneità facendo uso di un agitatore magnetico. In seguito la

sospensione omogenea viene portata a volume con acqua (500 ml) nel cilindro e agitata con

un’ancoretta magnetica a sezione triangolare in modo uniforme e costante per 10 minuti, regolati

mediante il programma informatico. All’avvio delle analisi, il software che gestisce lo strumento,

19

controlla la tara della bilancia (se il valore indicato non fosse pari a 0,000 g deve essere eseguita la

taratura utilizzando un peso di massa certificata di classe E2 da 100 g)

Le tre postazioni dello strumento possiedono uguale velocità di agitazione.

Ciascun cilindro possiede una sonda per la misurazione della temperatura, che viene posizionata

all’inizio della prova e un densimetro che viene posizionato al termine dell’agitazione, prima che la

sospensione acqua–terreno sia completamente ferma, per evitare che le particelle più grosse di sabbia

comincino a decantare prima che lo strumento registri le misure. Posizionato il densimetro hanno

inizio le misurazioni della densità della sospensione.

RISULTATI

4. ANALISI GRANULOMETRICA CON GSA

Sui 72 campioni di terreno selezionati e setacciati a 2 mm (frazione di terra fine), abbiamo effettuato

l’analisi granulometrica, in modo da determinare la composizione percentuale delle particelle solide

distinte in classi granulometriche.

Si riporta a seguito un esempio delle registrazioni che il granulometro GSA ha effettuato sul campione

18 C, dove si può osservare che lo strumento ha eseguito misure di densità a intervalli di tempo

predeterminati, variabili con il procedere dell’analisi tra pochi secondi nella fase iniziale e 12 minuti

alla fine delle rilevazioni.

La scelta dell’intervallo tra le misurazioni dipende dal fatto che inizialmente le particelle di sabbia

precipitano con grande velocità a causa delle loro dimensioni, motivo per cui le misure devono essere

frequenti, mentre dopo circa 4 ore dall’inizio dell’analisi il limo è praticamente precipitato in maniera

quantitativa e la sospensione contenente solo argilla diventa stabile. Prove precedenti hanno permesso

di valutare che la misurazione dell’argilla è completa dopo sette ore di analisi per qualsiasi tipo di

terreno.

Nella ruotine quotidiana, il tempo di 7.5 ore di registrazione è stato considerato ottimale per garantire

sia la correttezza delle analisi sia la possibilità di effettuare due serie di prove per ogni giornata

lavorativa;nel mio lavoro di tesi l’analisi è stata effettuata per un tempo pari a 8 ore.

Di seguito è riportato il tempo che occorre per arrivare alla determinazione del limite tra le diverse

classi granulometriche:

• la separazione tra sabbia grossa e sabbia fine viene raggiunto dopo 6 sec.

• la separazione tra sabbia fine e limo dopo 32,4 sec.

• la separazione tra limo grosso e limo fine dopo circa 3.34 min.

• la separazione tra limo e argilla viene raggiunto dopo 5.1 ore.

20

Time Dens temp. dimens. perc

minuti Kg/ m3 ° C mm %

0,03 3,3823 18,5 0,21370 100,00

0,07 2,3169 18,5 0,15169 100,00

0,10 1,0325 18,5 0,12401 88,96

0,13 1,0313 18,5 0,10736 85,32

0,17 1,0307 18,5 0,09608 83,26

0,20 1,0299 18,5 0,08769 80,81

0,23 1,0295 18,5 0,08121 79,30

0,27 1,0290 18,5 0,07599 77,85

0,30 1,0287 18,5 0,07165 76,66

0,33 1,0284 18,5 0,06799 75,72

0,37 1,0281 18,5 0,06481 74,79

0,40 1,0279 18,5 0,06206 74,11

0,43 1,0277 18,5 0,05962 73,50

0,47 1,0275 18,5 0,05745 72,89

0,50 1,0273 18,5 0,05551 72,28

0,53 1,0271 18,5 0,05376 71,79

0,57 1,0270 18,5 0,05215 71,34

0,60 1,0268 18,5 0,05069 70,83

0,63 1,0267 18,5 0,04934 70,44

0,67 1,0266 18,5 0,04809 70,02

0,70 1,0265 18,5 0,04694 69,57

0,73 1,0263 18,5 0,04586 69,18

0,77 1,0262 18,5 0,04485 68,83

0,80 1,0261 18,5 0,04391 68,44

0,83 1,0260 18,5 0,04302 68,03

0,87 1,0259 18,5 0,04219 67,74

0,90 1,0258 18,5 0,04140 67,38

0,93 1,0257 18,5 0,04066 67,06

21



0,97 1,0256 18,5 0,03995 66,80

1,00 1,0255 18,5 0,03928 66,55

1,07 1,0254 18,5 0,03803 66,06

1,13 1,0252 18,5 0,03690 65,49

1,20 1,0250 18,5 0,03586 64,97

1,27 1,0249 18,5 0,03490 64,46

1,33 1,0247 18,5 0,03402 63,97

1,40 1,0246 18,5 0,03320 63,49

1,47 1,0244 18,5 0,03244 63,04

1,53 1,0243 18,5 0,03173 62,56

1,60 1,0242 18,6 0,03106 62,21

1,67 1,0240 18,6 0,03043 61,82

1,73 1,0239 18,6 0,02984 61,40

1,80 1,0238 18,6 0,02928 61,02

1,87 1,0237 18,6 0,02875 60,63

1,93 1,0236 18,6 0,02825 60,28

2,00 1,0235 18,6 0,02778 59,93

2,07 1,0233 18,6 0,02733 59,57

2,13 1,0233 18,6 0,02690 59,28

2,20 1,0231 18,6 0,02649 58,93

2,27 1,0231 18,6 0,02609 58,64

2,33 1,0230 18,6 0,02572 58,39

2,40 1,0229 18,6 0,02536 58,10

2,47 1,0228 18,6 0,02501 57,84

2,53 1,0227 18,6 0,02468 57,58

2,60 1,0227 18,6 0,02436 57,36

2,67 1,0226 18,6 0,02406 57,10

2,73 1,0225 18,6 0,02376 56,88

22



2,80 1,0224 18,6 0,02348 56,65

2,87 1,0224 18,6 0,02320 56,43

2,93 1,0223 18,6 0,02294 56,20

3,00 1,0222 18,6 0,02268 55,98

3,07 1,0222 18,6 0,02243 55,75

3,13 1,0221 18,6 0,02219 55,59

3,20 1,0220 18,6 0,02196 55,34

3,27 1,0220 18,6 0,02173 55,18

3,33 1,0219 18,6 0,02151 55,05

3,40 1,0219 18,6 0,02130 54,82

3,47 1,0218 18,6 0,02110 54,66

3,53 1,0218 18,6 0,02090 54,50

3,60 1,0217 18,6 0,02070 54,34

3,67 1,0216 18,6 0,02051 54,09

3,73 1,0216 18,6 0,02033 53,96

3,80 1,0216 18,6 0,02015 53,93

3,87 1,0215 18,6 0,01997 53,70

3,93 1,0215 18,6 0,01980 53,60

4,00 1,0214 18,6 0,01964 53,44

4,20 1,0213 18,6 0,01916 52,96

4,40 1,0212 18,6 0,01872 52,61

4,60 1,0211 18,6 0,01831 52,26

4,80 1,0210 18,6 0,01793 51,91

5,00 1,0209 18,6 0,01756 51,58

5,20 1,0207 18,6 0,01722 51,23

5,40 1,0207 18,6 0,01690 50,94

5,60 1,0206 18,6 0,01660 50,69

5,80 1,0205 18,6 0,01631 50,43

23



6,00 1,0204 18,6 0,01603 50,20

6,20 1,0203 18,6 0,01577 49,95

6,40 1,0203 18,6 0,01552 49,72

6,60 1,0202 18,6 0,01529 49,50

6,80 1,0201 18,6 0,01506 49,21

7,00 1,0201 18,6 0,01484 49,08

7,20 1,0200 18,6 0,01463 48,82

7,40 1,0199 18,6 0,01444 48,66

7,60 1,0199 18,6 0,01424 48,50

7,80 1,0198 18,6 0,01406 48,31

8,00 1,0198 18,6 0,01388 48,15

8,37 1,0197 18,6 0,01358 47,79

8,73 1,0196 18,6 0,01329 47,54

9,10 1,0195 18,6 0,01302 47,21

9,47 1,0194 18,6 0,01276 46,96

9,83 1,0193 18,6 0,01252 46,70

10,20 1,0193 18,6 0,01230 46,48

10,57 1,0192 18,6 0,01208 46,25

10,93 1,0191 18,6 0,01188 46,03

11,30 1,0191 18,6 0,01168 45,81

11,67 1,0190 18,6 0,01150 45,58

12,03 1,0189 18,6 0,01132 45,42

12,40 1,0189 18,6 0,01115 45,26

12,77 1,0188 18,6 0,01099 45,07

13,13 1,0188 18,6 0,01083 44,94

13,50 1,0187 18,6 0,01068 44,82

13,87 1,0187 18,6 0,01054 44,63

14,23 1,0186 18,6 0,01041 44,50

24



14,60 1,0186 18,6 0,01027 44,37

14,97 1,0186 18,6 0,01015 44,24

15,33 1,0185 18,6 0,01002 44,12

16,10 1,0184 18,7 0,00978 43,80

16,87 1,0184 18,7 0,00956 43,64

17,63 1,0183 18,7 0,00935 43,39

18,40 1,0182 18,7 0,00915 43,23

19,17 1,0182 18,7 0,00896 43,04

19,93 1,0181 18,7 0,00879 42,82

20,70 1,0181 18,7 0,00862 42,66

21,47 1,0180 18,7 0,00847 42,40

22,23 1,0179 18,7 0,00832 42,27

23,00 1,0179 18,7 0,00818 42,01

23,77 1,0178 18,7 0,00805 41,82

24,53 1,0177 18,7 0,00792 41,63

25,30 1,0177 18,7 0,00780 41,47

26,07 1,0176 18,7 0,00769 41,31

26,83 1,0176 18,7 0,00757 41,18

27,60 1,0175 18,7 0,00747 40,87

28,37 1,0175 18,7 0,00737 40,93

29,13 1,0175 18,7 0,00727 40,81

29,90 1,0174 18,7 0,00717 40,68

30,67 1,0174 18,7 0,00708 40,59

32,17 1,0174 18,7 0,00692 40,40

33,67 1,0173 18,7 0,00676 40,15

35,17 1,0172 18,7 0,00661 39,92

36,67 1,0171 18,7 0,00648 39,69

38,17 1,0170 18,7 0,00635 39,40

25



39,67 1,0170 18,7 0,00623 39,18

41,17 1,0169 18,7 0,00611 39,06

42,67 1,0169 18,7 0,00600 38,91

44,17 1,0168 18,7 0,00590 38,79

45,67 1,0168 18,8 0,00580 38,67

47,17 1,0168 18,8 0,00571 38,54

48,67 1,0167 18,8 0,00562 38,41

50,17 1,0167 18,8 0,00553 38,25

51,67 1,0166 18,8 0,00545 38,02

53,17 1,0166 18,8 0,00538 37,87

54,67 1,0165 18,8 0,00530 37,75

56,17 1,0165 18,8 0,00523 37,63

57,67 1,0164 18,8 0,00516 37,55

59,17 1,0164 18,8 0,00509 37,46

60,67 1,0164 18,8 0,00503 37,33

62,17 1,0163 18,8 0,00497 37,20

63,67 1,0163 18,8 0,00491 37,04

65,17 1,0162 18,8 0,00485 36,84

66,67 1,0162 18,8 0,00480 36,72

68,17 1,0161 18,8 0,00474 36,59

69,67 1,0161 18,8 0,00469 36,50

71,17 1,0161 18,8 0,00464 36,48

72,67 1,0161 18,9 0,00459 36,39

74,17 1,0160 18,9 0,00455 36,30

75,67 1,0160 18,9 0,00450 36,24

77,17 1,0160 18,9 0,00446 36,08

78,67 1,0159 18,9 0,00441 35,95

80,17 1,0159 18,9 0,00437 35,83

26



81,67 1,0159 18,9 0,00433 35,77

83,17 1,0159 18,9 0,00429 35,72

84,67 1,0158 18,9 0,00425 35,66

86,17 1,0158 18,9 0,00421 35,60

87,67 1,0158 18,9 0,00418 35,54

89,17 1,0158 18,9 0,00414 35,44

90,67 1,0157 18,9 0,00411 35,28

92,17 1,0157 18,9 0,00408 35,15

93,67 1,0157 18,9 0,00404 35,09

95,17 1,0156 18,9 0,00401 35,00

96,67 1,0156 18,9 0,00398 34,97

98,17 1,0156 18,9 0,00395 34,95

99,67 1,0156 18,9 0,00392 34,92

101,17 1,0156 18,9 0,00389 34,85

102,67 1,0155 18,9 0,00386 34,69

104,17 1,0155 18,9 0,00383 34,57

105,67 1,0154 19 0,00380 34,44

107,17 1,0154 19 0,00378 34,42

108,67 1,0154 19 0,00375 34,36

110,17 1,0154 19 0,00372 34,33

111,67 1,0154 19 0,00370 34,37

113,17 1,0154 19 0,00367 34,24

114,67 1,0154 19 0,00365 34,24

116,17 1,0153 19 0,00363 34,14

117,67 1,0153 19 0,00360 33,98

119,17 1,0153 19 0,00358 33,88

120,67 1,0152 19 0,00356 33,82

124,67 1,0152 19 0,00350 33,74

27



128,67 1,0152 19 0,00344 33,69

132,67 1,0151 19 0,00339 33,40

136,67 1,0151 19 0,00334 33,25

140,67 1,0150 19 0,00329 33,20

144,67 1,0150 19 0,00325 32,97

148,67 1,0149 19,1 0,00320 32,79

152,67 1,0149 19,1 0,00316 32,80

156,67 1,0148 19,1 0,00312 32,60

160,67 1,0148 19,1 0,00308 32,45

164,67 1,0148 19,1 0,00304 32,53

168,67 1,0148 19,1 0,00301 32,34

172,67 1,0147 19,1 0,00297 32,12

176,67 1,0147 19,1 0,00294 32,17

180,67 1,0147 19,1 0,00290 32,08

184,67 1,0146 19,1 0,00287 31,85

188,67 1,0146 19,2 0,00284 31,77

192,67 1,0146 19,2 0,00281 31,78

196,67 1,0145 19,2 0,00278 31,61

200,67 1,0145 19,2 0,00275 31,45

213,17 1,0144 19,2 0,00267 31,25

225,67 1,0144 19,2 0,00260 31,22

238,17 1,0144 19,2 0,00253 31,17

250,67 1,0143 19,2 0,00246 30,91

263,17 1,0142 19,3 0,00240 30,65

275,67 1,0141 19,3 0,00234 30,44

288,17 1,0140 19,3 0,00229 30,25

300,67 1,0140 19,4 0,00224 30,06

313,17 1,0139 19,4 0,00220 29,85

28



325,67 1,0138 19,4 0,00215 29,61

338,17 1,0138 19,5 0,00211 29,54

350,67 1,0137 19,5 0,00207 29,39

363,17 1,0137 19,5 0,00204 29,22

375,67 1,0136 19,5 0,00200 28,97

388,17 1,0136 19,5 0,00197 28,85

400,67 1,0135 19,5 0,00194 28,70

413,17 1,0135 19,6 0,00191 28,65

425,67 1,0134 19,6 0,00188 28,42

438,17 1,0134 19,6 0,00185 28,24

450,67 1,0134 19,6 0,00183 28,22

Tab.3- parametri dell’analisi, campione C 18 setacciato a 2 mm

Dai dati ottenuti sperimentalmente è stato possibile determinare le percentuali delle classi

granulometriche che costituiscono i singoli campioni di terreno analizzati.

La composizione granulometrica espressa in g/kg dei campioni analizzati è riportata nella tabella 4.

29

sigla terreno profondità

sabbia

grossa

sabbia

fine

limo

grosso

limo

fine argilla X Y

1 A

Stradella 153

p1 0-50 0 35 125 334 506

1522037

4992767

1 B

Stradella 153

p1 50-90 5 62 87 335 512

1 C

Stradella 153

p1 90-105 0 43 104 429 423

1 D

Stradella 153

p1 105-145 27 88 128 320 437

2 A

Stradella 153

p3 0-35 141 47 34 162 617

1522614

4993809

2 B

Stradella 153

p3 35-70 29 43 34 211 684

2 C

Stradella 153

p3 70-90 0 25 22 213 739

2 D

Stradella 153

p3 90-110 93 30 17 166 694

2 E

Stradella 153

p3 110-140 0 33 32 296 638

3 A

Stradella 153

p4 0-35 49 71 61 435 384

1523392

4994372

3 B

Stradella 153

p4 35-75 92 59 47 318 485

3 C

Stradella 153

p4 75-95 28 50 25 267 631

3 D

Stradella 153

p4 95-130 0 4 30 379 587

4 A

Stradella 153

p5 0-40 20 56 58 278 588 1523176

4993732

4 B

Stradella 153

p5 40-110 0 42 48 262 647

30


sabbia

grossa

sabbia

fine

limo

grosso

limo

fine argilla

4C

Stradella 153

p5 110-130 0 49 36 324 591

4D

Stradella 153

p5 130-150 54 41 24 261 620

5A

Stradella 153

p11 0-55 26 103 241 290 341

1523855

4992413

5B

Stradella 153

p11 55-105 0 130 160 278 432

5C

Stradella 153

p11 105-125 102 51 141 252 454

5D

Stradella 153

p11 125-150 32 147 194 299 328

6A

Stradella 153

p12 0-35 25 123 342 325 184

1523215

4990825

6B

Stradella 153

p12 35-50 31 95 275 302 297

6C

Stradella 153

p12 50-90 70 47 272 304 377

6D

Stradella 153

p12 90-110 13 74 320 321 272

6E

Stradella 153

p12 110-135 26 97 260 264 353

7A

Stradella 153

p13 0-40 40 162 168 354 275

1523682

4989413

7B

Stradella 153

p13 40-55 0 337 150 331 182

7C

Stradella 153

p13 55-120 15 179 210 424 172

8A

Stradella 153

p14 0-60 29 97 134 322 418

1525311

4991600

31


sabbia

grossa

sabbia

fine

limo

grosso

limo

fine argilla

8B

Stradella 153

p14 60-80 46 104 128 226 495

8C

Stradella 153

p14 80-130 25 102 273 345 255

9A

Stradella 153

p23 0-55 21 109 274 326 270

1525024

4989794

9B

Stradella 153

p23 55-90 0 102 315 271 313

9C

Stradella 153

p23 90-110 44 105 287 237 326

9D

Stradella 153

p23 110-140 0 87 275 277 361

10A

Stradella 153

p24 0-60 19 127 397 293 164

1524458

4990653

10B

Stradella 153

p24 60-90 45 86 157 271 441

10C

Stradella 153

p24 90-135 119 63 125 226 468

11A

Stradella 153

p93 0-45 186 120 192 280 222

1525511

4989736

11B

Stradella 153

p93 45-80 167 128 167 249 288

11C

Stradella 153

p93 80-100 185 147 169 236 263

11D

Stradella 153

p93 100-170 75 79 91 340 414

11E

Stradella 153

p93 110-130 0 200 257 276 267

13A

Volpara 183

p54 0-40 68 48 52 289 544

1525202

4977437

32


sabbia

grossa

sabbia

fine

limo

grosso

limo

fine argilla

13B

Volpara 183

p54 40-70 60 51 33 218 638

13C

Volpara 183

p54 70-110 18 62 36 232 652

13D

Volpara 183

p54 110-150 12 62 33 260 634

14A

Retorbido 121

p79 0-45 123 90 168 410 209

1502895

4977759

14B

Retorbido 121

p79 45-100 52 150 224 323 250

14C

Retorbido 121

p79 100-130 0 335 155 235 275

14D

Retorbido 121

p79 130-160 0 307 210 266 217

15A

Rovescala 131

p57 0-20 29 20 43 370 538

1527301

4984097

15B

Rovescala 131

p57 20-50 74 6 44 366 511

15C

Rovescala 131

p57 50-65 30 33 68 415 455

16A

Santa Giuletta

140 p48 0-40 54 102 124 279 441

1514218

4987172

16B

Santa Giuletta

140 p48 40-90 119 13 123 334 411

16C

Santa Giuletta

140 p48 90-135 0 160 191 347 302

16D

Santa Giuletta

140 p48 135-170 9 90 189 400 312

17A

Redavalle 120

p17 0-50 72 40 43 257 587

1516017

4989744

33


sabbia

grossa

sabbia

fine

limo

grosso

limo

fine argilla

17B

Redavalle 120

p17 50-85 0 102 43 237 618

17C

Redavalle 120

p17 115-140 20 140 197 288 355

17D

Redavalle 120

p17 140-155 192 178 214 251 165

18A Broni 24 p16 0-50 0 68 124 453 354

1517544

4988571

18B Broni 24 p16 50-85 0 68 109 430 393

18C Broni 24 p16 85-110 0 44 113 409 433

18D Broni 24 p16 110-140 250 158 132 267 193

19A Broni 24 p92 0-55 0 198 122 325 355

1520614

4994704

19B Broni 24 p92 55-80 7 125 173 308 388

19C Broni 24 p92 80-95 19 190 280 252 258

19D Broni 24 p92 95-120 68 235 330 223 144

19E Broni 24 p92 120-160 68 263 370 222 77

Tab.4- composizioni granulometriche e coordinate dei campioni dell’Oltrepò

Nella seconda colonna della tabella sono riportati i comuni di provenienza dei campioni analizzati,

appartenenti alla zona dell’Oltrepò pavese; nell’ultima colonna sono state riportate le coordinate

geografiche relative ai vari punti di prelievo, che hanno permesso la realizzazione di una carta

pedologica. Sono stati utilizzati colori differenti per distinguere i diversi punti di prelievo.

In figura 7 è riportata la carta tecnica regionale, nella quale si osserva che la zona esaminata riguarda

i quadranti B8c1, B8c2, B8c3, B8d1, B8d2, B8d3 e B8d4 quindi tutta la fascia di prima collina e la

fascia pianeggiante dell’Oltrepò pavese.

In particolare, sono stati presi in considerazione all’interno della pedoteca solo i terreni di cui si

possedevano tutti gli orizzonti, da quello superficiale allo strato di roccia impermeabile. I diversi

34

orizzonti sono stati ordinati a seconda della loro profondità. Si può osservare come lo spessore dei

diversi strati differisca tra i diversi campioni, in quanto è una caratteristica variabile dei terreni.

Fig.7- Carta tecnica regione Lombardia

Con i dati sperimentalmente ottenuti dall’analisi granulometrica è stato possibile costruire degli

istogrammi (Fig. 8-24), dove sull’asse delle ascisse è riportata la fascia di profondità espresse in cm

e sull’asse delle ordinate la quantità di ogni classe granulometrica espressa in g/Kg. Questi

istogrammi evidenziano la variazione della composizione granulometrica in funzione della

profondità.

35

Fig.8- istogramma della composizione granulometrica p1 Stradella


0

100

200

300

400

500

600

0-50 50-90 90-105 105-145

qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p1

sabbia grossa sabbia fine limo grosso limo fine argilla

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0-35 35-70 70-90 90-110 110-140

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p3

sabbia gr sabbia fine limo gr

36



0

100

200

300

400

500

600

700

0-35 35-75 75-95 95-130

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p4


0

200

400

600

800

0-40 40-110 110-130 130-150

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p5


37



0

100

200

300

400

500

0-55 55-105 105-125 125-150

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p11


0

50

100

150

200

250

300

350

400

0-35 35-50 50-90 90-110 110-135

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p12


38



0

100

200

300

400

500

0-40 40-55 55-120

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p13


0

100

200

300

400

500

0-60 60-80 80-130

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p14


39



0

50

100

150

200

250

300

350

400

0-55 55-90 90-110 110-140

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p23

sabbia grosa sabbia fine limo grosso limo fine argilla

0

100

200

300

400

500

0-60 60-90 90-135

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Stradella p24


40

Fig.18- istogramma della composizione granulometrica p54 Volpara

Fig.19- istogramma della composizione granulometrica p79 Retorbido

0

100

200

300

400

500

600

700

0-40 40-70 70-110 110-150

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Volpara p54


0

100

200

300

400

500

0-45 45-100 100-130 130-160

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Retorbido p79


41

Fig.20- istogramma della composizione granulometrica p57 Rovescala

Fig.21- istogramma della composizione granulometrica p48 Santa Giuletta

0

100

200

300

400

500

600

0-20 20-50 50-65

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Rovescala p57


0

100

200

300

400

500

0-40 40-90 90-135 135-170

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Santa Giuletta p48


42

Fig.22- istogramma della composizione granulometrica p17 Redavalle

Fig.23- istogramma della composizione granulometrica p16 Broni

0

100

200

300

400

500

600

700

0-50 50-85 115-140 140-155

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Redavalle p17


0

100

200

300

400

500

0-50 50-85 85-110 110-140

Qu

anti

tà

Profondità (cm)

Broni p16


43

Fig.24- istogramma della composizione granulometrica p92 Broni

Dall’analisi dei 72 campioni di terreni, è stato possibile osservare come lo spessore dei diversi strati

variasse a seconda dei campioni, in particolare metà dei punti di prelievo considerati presenta uno

strato superficiale profondo di circa 40 cm, con uno spessore minimo registrato nel comune di

Rovescala (20 cm) ed uno spessore massimo pari a 60 cm, registrato nei comuni di Stradella, punto

24 e punto 14, in una zona che si colloca nella prima fascia collinare, quasi al confine con la pianura.

Questa variabilità dello spessore dello strato superficiale può essere correlata alle diverse destinazioni

d’uso del suolo e alle differenti lavorazioni meccaniche alle quali sono sottoposti i terreni per la

coltivazione (arature più o meno profonde in funzione delle diverse produzioni agricole).

Interessante anche notare che, per buona parte dei terreni analizzati, la roccia madre si colloca ad una

profondità compresa tra 130 e 150 cm, senza registrare per i campioni oggetto di indagine grosse

differenze tra i punti relativi alla pianura e quelli relativi alla fasci collinare.

Attraverso l’analisi granulometrica e la costruzione degli istogrammi sopra riportati è stato possibile

effettuare delle considerazioni sulle varie classi granulometriche:

Sabbia grossa, un terzo dei campioni presenta un valore di sabbia grossa uguale a zero, in

particolare di questi solo quattro sono strati superficiali, gli altri sono strati più profondi.

Sabbia fine, in questo caso non si hanno campioni con valore nullo di questa classe

granulometrica quindi tutti contengono sabbia fine; in particolare dei 72 campioni analizzati,

3 presentano un valore che supera i 300 g/Kg su strati che si estendono al di sotto di quello

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0-55 55-80 80-95 95-120 120-160

Qu

anti

tà

Profondità

Broni p92


44

superficiale e quindi sempre al di sotto dei 60 cm. La restante parte dei campioni presenta

valori inferiori ai 300 g/Kg; in particolare, 41 campioni hanno valori al di sotto dei 100 g/Kg

e, di questi, un quarto riguarda gli strati superficiali.

Limo grosso: per quanto riguarda questa classe granulometrica abbiamo osservato come per

un terzo dei campioni si hanno valori al di sotto dei 100 g/Kg, metà dei quali si riferisce allo

strato superficiale o al secondo strato mentre la restante metà agli strati più profondi. Solo sei

campioni hanno presentato valori superiori a 300 g/Kg, due di questi si riferiscono allo strato

superficiale.

Limo fine: 40 campioni hanno una quantità di limo fine al di sotto dei 300 g/Kg e di questi un

quarto si riferisce agli strati più superficiali; gli altri 32 campioni presentano valori al di sopra

dei 300 g/Kg, di questi un terzo riguarda gli strati superficiali.

Argilla: 8 dei campioni analizzati, riferiti a orizzonti superficiali presentano valori al sotto i

200 g/Kg. Circa 40 campioni hanno valori compresi tra 200-500 g /Kg e un terzo di questi si

riferisce allo strato più superficiale, mentre la restante parte presenta valori superiori ai 500

g/Kg.

Buona parte dei terreni esaminati, possono essere definiti limosi o argillosi, come appare dalla

classificazione ottenuta utilizzando il triangolo delle tessiture. La classificazione dei terreni analizzati

è riportata nella tabella 5.

45

CAMPONE profondità Classi tessiturali definizione

Stradella 153 p1 0-50 AL argilloso-limoso




Stradella 153 p3 0-35 A argilloso





Stradella 153 p4 0-35 FLA franco-limoso-argilloso












Stradella 153 p12 0-35 FL franco-limoso











46









Stradella 153 p93 0-45 F franco

Stradella 153 p93 45-80 FA franco-argolloso

Stradella 153 p93 80-100 FA franco-argolloso



Volpara 183 p54 0-40 A argilloso




Retorbido 121 p79 0-45 FL franco-limoso

Retorbido 121 p79 45-100 FL franco-limoso

Retorbido 121 p79 100-130 FA franco-argolloso

Retorbido 121 p79 130-160 F franco

Rovescala 131 p57 0-20 AL argilloso-limoso

Rovescala 131 p57 20-50 A argilloso

Rovescala 131 p57 50-65 AL argilloso-limoso

Santa Giuletta 140 p48 0-40 AL argilloso-limoso

Santa Giuletta 140 p48 40-90 AL argilloso-limoso

Santa Giuletta 140 p48 90-135 FLA franco-limoso-argilloso

Santa Giuletta 140 p48 135-170 FLA franco-limoso-argilloso

Redavalle 120 p17 0-50 A argilloso

Redavalle 120 p17 50-85 A argilloso

Redavalle 120 p17 115-140 FLA franco-limoso-argilloso

Redavalle 120 p17 140-155 F franco

Broni 24 p16 0-50 FLA franco-limoso-argilloso

47



Broni 24 p16 85-110 AL argilloso-limoso

Broni 24 p16 110-140 F franco



Broni 24 p92 80-95 FL franco-limoso



Tab.5- Definizione orizzonti nei 72 campioni

I dati ricavati dalla tabella 5 possono essere così riassunti nella seguente tabella (tabella 6), che

rappresenta la distribuzione delle classi tessiturali dei campioni di terreno analizzati e riportati negli

istogrammi.

Classe tessiturale Distribuzione classi tessiturali

Terreno argilloso 20

Terreno argilloso.limoso 16

Terreno franco 4

Terreno franco-argilloso 3

Terreno franco-limoso 11

Terreno franco-limoso-argilloso 18

Tab.6- Distribuzione della classi tessiturali

48

Fig.25- Istogramma delle frequenze delle classi tessiturali

05

10152025

distribuzione classi tessiturali

distribuzione classitessiturali

49

Fig.26- Carta geografica dei campioni georeferenziati

50

L’obiettivo del tirocinio ha avuto come scopo la costruzione di un modello di distribuzione delle

classi granulometriche del terreno, mediante una carta geografica (fig. 26), in cui sono stati inseriti i

punti di prelievo georeferenziati tramite le coordinate Gauss Boaga. La trascrizione di queste

coordinate ha permesso di elaborare, in collaborazione con il Dipartimento di Scienze della Terra, la

carta geografica riportata(figura 26), in cui sono indicati i punti di prelievo analizzati. La zona

dell’Oltrepò considerata al fine di elaborare questa carta è stata quella compresa tra Broni e Volpara.

Tale zona è stata scelta perché la Pedoteca della Regione Lombardia, ospitata a Riccagioia, ha fornito

campioni situati in zone limitrofe, di cui si possedeva tutto il profilo pedologico, dalla strato

superficiale alla roccia madre.

CONCLUSIONI

La struttura dei campioni analizzati durante l’internato di tesi ha portato a pensare che si tratti di

terreni definiti abitualmente “pesanti”, con spiccata tendenza al ristagno idrico e, per contro, alla

presenza di “crepacciature” durante i periodi estivi siccitosi. Anche la distribuzione dei vari orizzonti,

tutti molto ricchi di limo o di argilla, mette in evidenza il rischio che si generino frane superficiali in

occasione di eventi meteorologici intensi o particolarmente prolungati. Lo studio da me effettuato ha

quindi raggiunto l’obiettivo prefissato, ovvero quello di produrre una carta interpretativa, basata sulla

misura strumentale delle classi granulometriche del terreno, della distribuzione e della profondità dei

vari strati che costituiscono la frazione superficiale del terreno in funzione sia di un utilizzo

agronomico sia di una interpretazione geofisica.

51

BIBLIOGRAFIA

1. Keeney P.R. e Wilburn R.E.

“Chemical proprety of soils” (1979)

2. Paolo Giandon e Paolo Bortolami

“L’interpretazione delle analisi del terreno – Strumento per la sostenibilità ambientale” (Cap.4)

ARPAV (Agenzia Regionale per la Prevenzione e Protezione Ambientale del Veneto)

Ristampa dell’edizione edita da ESAV del 1990

3. Prof. Andrea Sidoli

“Proprietà fisico meccaniche del suolo”

http://profsidoliandrea.altervista.org/Documenti/download%20lezioni/download%20terze/propri

eta %20fisico%20chiche%20del%20suolo.pdf

4. DM 13/09/1999

“Metodi ufficiali di analisi chimica dei suoli”

Pubblicato su Gazz. Uff. Ordin. N°248 del 21/10/1999

5. Luciano Tombesi

“Elementi di scienza del suolo e di biologia vegetale”

Edizione Edagricole

6. E. Sacchi, S. Brenna, M. Setti, M. Leoni, F. Garzetti & D. Dallera

Atti Ticinesi di scienze della terra

Volume 45 Serie Normale

Edizione New Como-Press

7. VIM- Vocabolario Internazionale di Metrologia (terza edizione)

http://profsidoliandrea.altervista.org/Documenti/download%20lezioni/download%20terze/proprieta

http://profsidoliandrea.altervista.org/Documenti/download%20lezioni/download%20terze/proprieta

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