Scienze della terra_il percorso dell`acqua

Scienze della Terra:
Attività di laboratorio
Roberto Mazza e Francesca Cifelli
Roma
11 settembre 2013
Seminario MIUR
Aula Magna Rettorato
Università
Roma Tre
Il percorso dell’acqua
Obiettivi
 Osservazione diretta di un fenomeno
naturale (l’attraversamento dell’acqua nel
sottosuolo)
 Comprensione del concetto di permeabilità
delle rocce
 Utilizzo dell’acqua per il fabbisogno idrico
Obiettivi
Il ciclo dell’acqua
Obiettivi
Obiettivi
Riassunto dell’attività proposta
 L’esperimento misura la velocità di
attraversamento dell’acqua nei diversi tipi
di terreno e la differente quantità di acqua
trattenuta dagli stessi.
 A seconda dei materiali di cui sono
composti i terreni , essi sono più o meno
permeabili, lasciano cioè passare l’acqua
più o meno facilmente.
 Si dimostrerà che è la composizione
granulometrica di un suolo a incidere sulla
sua capacità di trattenere l’acqua e sulla
velocità con la quale la stessa acqua lo
attraversa.
Materia: Scienze della Terra
Collegamenti interdisciplinari: Chimica, Fisica,
Biologia
Anno/i: I biennio
Parole chiave: Permeabilità, suolo, roccia, acqua
Tipo di attività: osservazione/misura
Categoria: laboratorio ‘povero’
Note di sicurezza: nessuna
Numero di studenti: gruppi da 3-4 studenti
Tempi di realizzazione: circa 2 ore
Conoscenze/Competenze teorico pratiche
necessarie:
Origine e formazione dei terreni
Descrizione e classificazione dei terreni
Elementi di meccanica (velocità)
Strumentazione necessaria
 Campioni di materiale a granulometria differente
(ghiaia, sabbia grossolana, sabbia fine)
 3 contenitori trasparenti graduati
 3 imbuti (che si possono ricavare da bottiglie di
plastica tagliate a metà)
 Garza
 Tubicino di plastica di circa 15 cm, con fori laterali
 Pipetta (per prelevare liquidi)
 Acqua
 Colorante per l’acqua (antigelo per automobili)
 Cronometro
 Quaderno e penna
Strumentazione necessaria
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Si tagliano le bottiglie e si sostituisce il tappo con una garza, necessaria a
trattenere il terreno all’interno della bottiglia
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Si tagliano le bottiglie e si sostituisce il tappo con una garza, necessaria a
trattenere il terreno all’interno della bottiglia
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Si riempe ogni bottiglia con un diverso materiale (ghiaia, sabbia grossolana,
sabbia fina) e si mettono le bottiglie a testa in giù dentro i contenitori
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Si colora l’acqua con un antigelo per renderla visibile quando cadrà nel
contenitore
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
x2
x2
Si versa in ogni bottiglia lo stesso quantitativo di acqua (400 ml)
x2
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Per ogni materiale, si registra il tempo iniziale e finale di percolazione dell’acqua
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Misura nella ghiaia
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Misura nella sabbia grossolana
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Misura nella sabbia fina
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Si confrontano i quantitativi di acqua percolati attraverso i differenti materiali
1_Esperienza sulla permeabilità:
Descrizione dettagliata e realizzazione
TERRENO
ACQUA
VERSATA
TEMPO (prima
goccia)
TEMPO
(ultima
goccia)
ACQUA
FILTRATA
GHIAIOSO
400 ml
1,32 s
27,43 s
circa 400 ml
SABBIOSO
GROSSOL
ANO
400 ml
55,55 s
4 min
circa 210 ml
SABBIOSO
FINE
400 ml
dopo 10 min
dopo 30 min
0
Si prepara una tabella nella quale vengono riportati i dati raccolti e le
osservazioni fatte durante la misura
1_Esperienza sulla permeabilità
Osservazioni
Se l’acqua attraversa la ghiaia cola sul fondo in
fretta, mentre se attraversa sabbia fine ristagna e
non cola sul fondo  Il terreno più permeabile è la
ghiaia, mentre la sabbia fine è impermeabile (nel
tempo di misura), cioè non lascia passare l’acqua
la composizione granulometrica di un suolo incide
sulla sua capacità di trattenere l’acqua e sulla
velocità con la quale la stessa acqua lo attraversa
2_Estrazione dell’acqua da un pozzo:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Si chiudono le bottiglie con i tappi e si inserisce il tubo forato all’interno del
materiale
2_Estrazione dell’acqua da un pozzo:
Descrizione dettagliata e realizzazione
Pompando con la pipetta, si simula l’estrazione dell’acqua dalla falda (acqua
contenuta nella ghiaia e nella sabbia)
2_Estrazione dell’acqua da un pozzo:
Osservazioni
Dalla ghiaia riusciamo ad estrarre più acqua
rispetto alla sabbia grossolana
Dalla sabbia fina, nonostante questa sia piena di
acqua, non riusciamo ad estrarre nulla
Attività connesse e aspetti interdisciplinari
Rapporto acqua-vegetazione
Il prelievo idrico per fabbisogni umani
La mineralizzazione dell’acqua