Τι είναι ένα διαπερατόμετρο;

Το διαπερατόμετρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της συμπίεσης του εδάφους. Η συσκευή περιστασιακά χρησιμοποιείται επίσης για τη μέτρηση της πυκνότητας άλλων υλικών, όπως φαρμακευτικών προϊόντων και τροφίμων. Υπάρχει μια σειρά διαφορετικών στυλ και μεγεθών διεισδυτών για χρήση σε διάφορα περιβάλλοντα, συμπεριλαμβανομένων των πολιτικών μηχανικών, της γεωργίας, της γεωλογίας και της επιστημονικής εξερεύνησης.

Κατά τη δοκιμή του εδάφους, τα άτομα χρησιμοποιούν συνήθως κωνικά διαπερατόμετρα, τα οποία αποτελούνται από έναν χαλύβδινο κώνο προσαρτημένο σε έναν μακρύ άξονα με ένα μανόμετρο ή ένα επίπεδο στην κορυφή. Ο κώνος μπορεί να ωθηθεί στο έδαφος με σταθερό ρυθμό ή να σφυρηλατηθεί, ανάλογα με το αν το διαπερατόμετρο είναι στατικό ή δυναμικό. Τα δυναμικά διαπερατόμετρα έχουν σχεδιαστεί για να βυθίζονται με χτυπήματα σφυριού και χρησιμοποιούνται συχνά στην πολιτική μηχανική, ενώ τα στατικά διεισδυτικά, βυθισμένα με σταθερό ρυθμό, χρησιμοποιούνται στη γεωργία. Τα διαβαθμισμένα σημάδια στον άξονα του διεισδυτή υποδεικνύουν το βάθος. Το διαπερατόμετρο μετρά τη συμπίεση του εδάφους σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi) ή kilopascals (kPa).

Η συμπίεση του εδάφους είναι ένα σημαντικό ζήτημα στη γεωργία γιατί επηρεάζει άμεσα το πόσο καλά μπορούν να αναπτυχθούν οι καλλιέργειες. Το κωνικό διαπερατόμετρο έχει σχεδιαστεί για να προσδιορίζει το επίπεδο συμπίεσης κάτω από την επιφάνεια. Τα υψηλά επίπεδα συμπίεσης επηρεάζουν αρνητικά την ικανότητα των ριζών των φυτών να επεκταθούν στο έδαφος. Ένα επίπεδο αντίστασης άνω των 300 psi (περίπου 2065 kPa) θα αποτρέψει τη διείσδυση των ριζών, επομένως εάν το διεισδυτικόμετρο βρει αυτό το επίπεδο πίεσης, μπορεί να απαιτηθεί μια διαδικασία βαθιάς άροσης γνωστή ως υπέδαφος για να αυξηθεί η ανάπτυξη της καλλιέργειας.

Η πολιτική μηχανική βασίζεται στην επιστήμη του εδάφους για τη δημιουργία λειτουργικής υποδομής. Απαιτείται συμπιεσμένο έδαφος για τη στήριξη κτιρίων και δρόμων. Το πολύ συμπιεσμένο έδαφος μπορεί επίσης να είναι ανησυχητικό, καθώς τείνει να μην απορροφά τη βροχή και μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική διάβρωση και απορροή. Με άλλα λόγια, η ροή των υπόγειων υδάτων μερικές φορές μειώνεται από τη συμπίεση του εδάφους. Οι πολιτικοί μηχανικοί χρησιμοποιούν διαπερατόμετρα για να προσδιορίσουν τη συμπίεση του εδάφους σε αυτά τα σενάρια, ώστε να μπορεί να ακολουθηθεί η κατάλληλη πορεία δράσης.

Τα διαπερατόμετρα τσέπης είναι πολύ μικρότερα από τα κωνικά διαπερατόμετρα και μπορούν να κρατηθούν με το ένα χέρι. Αυτές οι συσκευές με ελατήριο χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή της συμπίεσης χώματος, σκυροδέματος ή άλλων υλικών. Χρησιμοποιούνται συχνότερα σε βιομηχανικά περιβάλλοντα, εργαστήρια και κήπους πίσω αυλών. Άλλα μικρά εργαστηριακά διαπερατόμετρα τοποθετούνται σε βάσεις και χρησιμοποιούνται για δοκιμές ακριβείας της σκληρότητας φρέσκων φρούτων, φαρμακευτικών προϊόντων και οποιωνδήποτε προϊόντων στα οποία απαιτείται συγκεκριμένη πυκνότητα.

Τα διαπερατόμετρα χρησιμοποιούνται ευρέως στην επιστήμη καθώς και στη βιομηχανία. Το διαστημικό σκάφος Huygens, το οποίο προσγειώθηκε στο φεγγάρι του Κρόνου, Τιτάνας το 2005, ήταν εξοπλισμένο με ένα διαπερατόμετρο για τη μέτρηση της συνοχής και της σύνθεσης του εδάφους του Τιτάνα. Οι αποστολές βαθέων υδάτων έκαναν επίσης χρήση διεισδυτών για τη συλλογή δεδομένων από ιζήματα στον πυθμένα του ωκεανού.