L' insostenibile fragilità dei tufi
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Li hanno estratti con delle trivelle a centinaia di metri di profondità, sotto forme di 'carote ', per studiarne le caratteristiche fisiche, macroscopiche e microscopiche, e il comportamento meccanico sotto l'effetto di vari tipi di stress: pressioni, torsioni, circolazione di liquidi. Poi, hanno messo a nudo i motivi della loro fragilità strutturale, che devono essere ben conosciuti per evitare che molte opere dell'uomo che ne fanno uso possano subire dei danni. Il soggetto di questi studi, condotti dal ricercatore dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Sergio Vinciguerra con alcuni ricercatori della Stony Brook University (USA) e dell’Università di Strasburgo, e ora pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale Journal of Geophysical Research (JGR), sono i tufi quelle rocce vulcaniche, risultato di una fitta pioggia di minuti brandelli di lava durante le eruzioni. Di tufi ne esistono di svariati tipi: compatti o friabili; a grana e porosità grossolane o, all'opposto, finissime. Hanno un vasto impiego sia come materiale da costruzione, sia come ambiente geologico in cui collocare serbatoi o depositi di rifiuti da isolare, per esempio quelli radiottivi. Molte città poggiano le loro fondamenta su enormi depositi di tufi. Per tutti questi motivi sapere come si comportano i tufi, non risponde solo a colmare una lacuna nelle nostre conoscenze scientifiche sulle rocce, ma anche utilizzarli correttamente, in sicurezza e a prevenire eventuali disastri.A Sergio Vinciguerra dell’ INGV che porta avanti queste ricerche, abbiamo chiesto: Come mai un blocco di tufo, che a uno sguardo superficiale sembra così solido, studiato nei minuti particolari risulta così sensibile a fratture e deformazioni?"E' dovuto alla natura intrinseca di questa litologia. Il rapido raffreddamento e degassamento a cui il tufo è sottoposto determina una struttura vacuolare e la formazione di fratture per contrazione termica. Sotto l'azione di incrementi di stress, anche ove presente una matrice particolarmente cementata e quindi resistente dal punto di vista meccanico, lo spazio dei vuoti è destinato a subire fenomeni di compattazione e disgregazione che portano alla rottura del materiale". Leggo che avete preso i vostri campioni da studiare alla periferia Occidentale di Roma, a S. Maria delle Mole, perché proprio lì? "Quando si studiano le proprietà meccaniche delle litologie - dice Vinciguerra - è importante disporre di carote da pozzi, che rappresentano meglio le caratteristiche "in situ" delle litologie. Le rocce in affioramento sono soggette a processi di riesumazione che inducono sia alterazioni chimiche che meccaniche. Per i tufi che sono soggetti a processi secondari dovuti alla circolazione di fluidi e aumenti di temperatura (nelle caldere attive) è quindi particolarmente cruciale disporre di carote da pozzo.La perforazione scientifica di S. Maria delle Mole è stata condotta da colleghi dell'Istituto in un'area (margine occidentale della caldera Tuscolano-Artemisio) soggetta a fenomeni di unrest e a forte concentrazioni di fluidi e gas, fino a 350 m di profondità in carotaggio continuo (descritta in Mariucci T., Pierdominici S., Pizzino L., Marra F., Montone P., JVGR, 2008). Le proprietà fisiche delle carote hanno evidenziato un diverso grado di cementazione (descritte in: Vinciguerra S., Del Gaudio P., Mariucci T., Marra F., Meredith P.G., Montone P., Pierdominici S., Scarlato P.) ascrivibile a processi secondari e non riscontrato su corrispondente materiale in superficie. Le caratteristiche 'naturali' e rappresentative delle condizioni in 'situ' hanno reso il tufo pisolitico l' oggetto di questo studio. Questo indica l'importanza di condurre progetti di perforazione scientifica integrati da accurati studi delle proprietà fisico/meccaniche. La vostra ricerca, ha anche applicazioni pratiche, servirà a orientare meglio l'impiego dei tufi nelle opere civili?A questa domanda risponde il Professor Enzo Boschi, Presidente dell’INGV: "Il tufo è sempre stato particolarmente apprezzato per la realizzazione di costruzioni, perché la sua vacuolarità consente di realizzare strutture leggere ma con caratteristiche di resistenza piuttosto elevata. Questo è il motivo per cui 41 metropoli in 24 diverse nazioni sono state costruite su materiale tufaceo. Lo studio delle proprietà meccaniche del tufo ha quindi molteplici scopi, dallo studio della degradazione e alterazione delle costruzioni al comportamento meccanico di caldere attive (es. Campi Flegrei). Negli USA in particolare è stata designata come sito ufficiale per lo stoccaggio di scorie nucleari la montagna Yucca, interamente costituita da tufo. L'accurata stima dell'integrità di questo reservoirs necessita di corrispondenti parametri meccanici".
