Interazione di un disco pesante con un letto granulare quasi 2D parzialmente fluidizzato

Il comportamento dei materiali granulari ha rappresentato negli ultimi anni un tema di studio su cui molti ricercatori hanno dedicato i propri sforzi. Tale genere di materiali presenta, a seconda delle condizioni esterne a cui viene sottoposto, differenti comportamenti. L’interesse verso il campo dei materiali granulari è giustificato dal grande numero di applicazioni che coinvolgono il mondo dell’industria come ad esempio quella farmaceutica, quella mineraria, di minuteria metallica e agricola. Mossi dal crescente interesse della ricerca, questo lavoro ha cercato di osservare, analizzare ed interpretare i fenomeni derivanti dall’interazione tra un oggetto pesante 2D (disco metallico) e un materiale granulare quasi 2D (microsfere in vetro) parzialmente fluidizzato alla base. La prima fase del lavoro ha riguardato la progettazione e la realizzazione di un sistema in grado di imporre una sollecitazione meccanica al materiale; in seguito alla sua realizzazione sono state effettuate circa cento prove variando i parametri di influenza. Grazie agli esperimenti sostenuti siamo stati in grado di confermare parzialmente quanto osservato da Van Hecke et al., che tramite i suoi esperimenti aveva attribuito ad un materiale granulare fluidizzato le stesse caratteristiche di un fluido di Stokes. Gli esperimenti inoltre hanno dimostrato che l’interazione tra un corpo pesante e un materiale fluidizzato alla base non consiste nell’affondamento di questo all’interno del mezzo stesso, bensì l’affondamento dell’intera colonna di materiale posta al di sotto di esso, dal momento che quest’ultima continua a presentare le caratteristiche di un solido. Considerando invece il comportamento solido del materiale si è osservato che il moto dell’oggetto immerso è di tipo parabolico e i suoi parametri sono differenti a seconda dei parametri degli esperimenti. Infine sono stati sviluppati dei profili di velocità delle sfere che hanno permesso di distinguere lo strato fluidizzato alla base dallo strato superiore che invece mantiene le caratteristiche iniziali.