METODI GRAFICO-ANALITICI PER LA STIMA DEI PARAMETRI CHE INTERVENGONO NEI PROCESSI CARSICI

Monitoring of the karstic activity of natural hypogeal environments requires the measurements of some physical quantities of the atmosphere (total pressure, partial pressure of carbon dioxide, temperature, etc.) and of the water (temperature, pH, CO2 and carbonate calcium concentrations, etc.), present in them. The direct measurement of these quantities is often difficult, but moreover they are closely linked to each other by physical laws, not easy to modelize. In this study, carried out as part of a project on Sardinian coastal caves, it proposes graphical analytical methods to estimate the chemical and physical parameters involved in the processes of formation and dissolution of calcium carbonate in karstic cavities. The methods, carried using experimental values and graphics in the literature, allow to describe, by means of mathematical equations, the links between pH, temperature, concentration of calcium carbonate in aqueous solution, and concentration of free CO2 in equilibrium with the partial pressure of CO2 in the air. Finally, it proposes a graphical method by which it can easily analyze whether in given conditions, about atmosphere and aqueous solution, there is deposition or dissolution of limestone rock.

Per monitorare l'attività carsica degli ambienti ipogei naturali è necessario misurare alcune grandezze fisiche dell'atmosfera (pressione totale, pressione parziale dell'anidride carbonica, temperatura, ecc.) e dell'acqua (temperatura, pH, concentrazione di CO2 e di carbonato di calcio, ecc.), in essi presenti, che non sempre sono facilmente misurabili direttamente, ma sono strettamente legate fra loro da leggi fisiche di non facile modellizzazione. In questo studio, svolto nell'ambito di un progetto sulle grotte costiere della Sardegna, sono proposti dei metodi grafico-analitici per stimare i parametri chimico-fisici che intervengono nei processi di formazione e di dissoluzione del carbonato di calcio nelle cavità carsiche. I metodi, realizzati utilizzando valori e grafici sperimentali presenti in letteratura, permettono di descrivere mediante equazioni matematiche i legami fra pH, temperatura, concentrazione di carbonato di calcio in soluzione acquosa, e di concentrazione di CO2 libera in equilibrio con la pressione parziale della CO2 in aria. Viene proposto infine un metodo grafico dal quale si possa agevolmente analizzare se nelle condizioni date, dell'atmosfera e della soluzione acquosa, si ha deposizione o dissoluzione della roccia calcarea.