Dispersione di traccianti artificiali in grotte ventilate
Un team di ricercatori internazionali ha indagato approfonditamente l’utilizzo della tecnica dei tracciamenti aerei in grotta.
In questo lavoro è stata utilizzata la CO2, ma la tecnica è valida con qualsiasi tracciante.
Il lavoro, pubblicato sull’International journal of speleology a questo link https://digitalcommons.usf.edu/ijs/vol53/iss1/6/, si intitola “Dispersion of artificial tracers in ventilated caves” ed è stato condotto da Claudio Pastore per lo Swiss Institute for Speleology and Karst Studies (SISKA) l’università di Neuchâtel in Svizzera, insieme a colleghi francesi.
I ricercatori hanno condotto quattro test di tracciamento. Due in una miniera (condotto artificiale) e in due grotte ventilate (condotti naturali).
Hanno utilizzato l’anidride carbonica (CO2) artificiale come tracciante per misurare il flusso d’aria e studiare la dispersione del gas.
I risultati ottenuti dimostrano che è possibile stimare in modo affidabile la portata del flusso d’aria e le caratteristiche geometriche dei condotti carsici ventilati utilizzando la CO2 come tracciante.
Il confronto tra le misurazioni del flusso d’aria effettuate con la nuova tecnica e quelle condotte con un anemometro a filo caldo ha mostrato un’elevata corrispondenza.
Tuttavia, in caso di perdite di portata sconosciute lungo il cammino dell’aria, i risultati potrebbero trarre in inganno.
La conoscenza del sistema (possibili entrate o uscite) e la strategia di disposizione dei datalogger è condizione fondamentale per l’interpretazione dai risultati.
Inoltre, la tecnica permette di stimare la sezione trasversale media del condotto interessato.
Le aree delle sezioni trasversali stimate con i test della CO2 sono state confrontate con quelle rilevate direttamente in loco con il DistoX, riscontrando una buona corrispondenza.
La ventilazione gioca un ruolo fondamentale in queste zone, trasportando calore, gas e particelle di aerosol, influenzandone la distribuzione.
Per modellare con precisione questo trasporto è necessario conoscere parametri geometrici e fisici del sistema di condotti sotterranei, come la sezione trasversale, il flusso d’aria e la velocità media dell’aria, nonché il coefficiente di dispersione longitudinale, che descrive la propagazione di un soluto.
L’analisi delle curve di breakthrough (BTC), che descrivono la concentrazione del tracciante in funzione del tempo, ha permesso di testare il modello di advezione-dispersione 1D testato per questi siti, ma non è stato in grado di riprodurre a pieno le curve nei condotti naturali (grotte).
Questo è probabilmente dovuto alla geometria complessa delle grotte, a differenza della miniera dove il modello sembra applicabile.
Lo studio fornisce nuovi elementi per comprendere il movimento dell’aria e la dispersione della materia lungo i condotti carsici ventilati, aprendo la strada a modelli più precisi per lo studio della dispersione degli aerosol.
Fonte e articolo originale pubblicato sull’International Journal of Speleology: https://digitalcommons.usf.edu/ijs/vol53/iss1/6/