Qual è l'angolo di riposo?

Angolo di riposo è un termine usato in scienza e ingegneria e può avere due significati correlati. Viene generalmente utilizzato per descrivere l'angolo massimo, misurato verso l'alto dall'orizzontale, a cui una pila di un particolare materiale granulare rimarrà stabile senza che il materiale scivoli verso il basso. Può anche riferirsi a una combinazione di una rampa o altra pendenza e un oggetto appoggiato su di essa. In questo caso, è l'angolo massimo a cui la rampa o la pendenza sosterrà l'oggetto senza farlo scivolare verso il basso. In entrambi i casi, l'angolo critico di riposo, come è più propriamente noto, sarà sempre maggiore di 0 ° e inferiore a 90 ° e la maggior parte dei materiali avrà uno di 45 ° o meno.

Qualsiasi materiale di natura granulare, anche quando le singole unità sono molto grandi, come blocchi di cemento rotto o rocce di dimensioni masso, forma naturalmente un mucchio a forma di cono quando depositato su una superficie piana da un'altezza. Il profilo naturale di questo cono si avvicina all'angolo di riposo per quel particolare materiale o miscela. I granuli molto piccoli o lisci che esercitano poco attrito l'uno sull'altro tenderanno a formare pile con lati meno profondi. I granuli più ruvidi o quelli che aderiscono l'uno all'altro tendono fortemente a formare pile con lati più ripidi e un angolo più alto. Anche il contenuto di umidità influenza significativamente questa misurazione per la maggior parte dei materiali.

I geologi, così come gli ingegneri minerari e civili, usano spesso questa misura per analizzare pendii e argini per il pericolo di collasso e per aiutare a valutare il potenziale pericolo di valanga. È utile nella progettazione di macchine per lo stoccaggio e il trasporto di materiali granulari in quanto può fornire a un ingegnere una visione delle dimensioni e della forma appropriate di tali dispositivi. Gli ingegneri civili utilizzano i dati durante la progettazione e la gestione di progetti di costruzione e gestione del territorio, come argini, dighe e fondi rialzati. Geologi e vulcanologi lo usano per prevedere il possibile comportamento dei coni di cenere e dei vulcani di sabbia, nonché per studiare i processi relativi all'erosione delle rocce e alla deposizione di sedimenti.

Ingegneri e scienziati utilizzano una serie di metodi per calcolare l'angolo di riposo di una sostanza o miscela granulare. I calcoli e le formule che utilizzano dati precedentemente pubblicati sono un metodo e ci sono molti semplici esperimenti per determinare l'angolo per qualsiasi sostanza con grani abbastanza piccoli da poter essere facilmente gestita. A seconda del metodo e dell'accuratezza delle possibili misurazioni, le cifre tendono ad essere approssimazioni vicine piuttosto che valori esatti, ma ciò non riduce o elimina la loro utilità.