Angolo di riposo è un termine usato nella scienza e nell’ingegneria e può avere due significati correlati. Viene generalmente utilizzato per descrivere l’angolo massimo, misurato verso l’alto dall’orizzontale, al quale una pila di un particolare materiale granulare rimarrà stabile senza che alcuno del 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 al quale la rampa o la pendenza sosterrà l’oggetto senza che scivoli verso il basso. In entrambi i casi, l’angolo critico di riposo, come è più propriamente noto, sarà sempre maggiore di 0° e minore di 90°, e la maggior parte dei materiali ne avrà uno di 45° o meno.
Qualsiasi materiale di natura granulare, anche quando le singole unità sono molto grandi, come pezzi di cemento frantumato o rocce delle dimensioni di un sasso, forma naturalmente un mucchio a forma di cono quando depositato su una superficie piana dall’alto. Il profilo naturale di questo cono si avvicinerà all’angolo di riposo per quel particolare materiale o miscela. Granuli molto piccoli o lisci che esercitano poco attrito l’uno sull’altro tenderanno a formare cumuli con lati meno profondi. I granuli più grossolani o che aderiscono fortemente tra loro tendono a formare cumuli con i lati più ripidi e con un angolo più alto. Anche il contenuto di umidità influisce in modo significativo su questa misurazione per la maggior parte dei materiali.
I geologi, così come gli ingegneri minerari e civili, usano spesso questa misurazione per analizzare pendii e argini per il pericolo di crollo, nonché per aiutare a valutare il potenziale pericolo di valanghe. È utile nella progettazione di macchinari per lo stoccaggio e il trasporto di materiali granulari in quanto può fornire a un ingegnere informazioni sulle dimensioni e la 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 massicciate stradali. Geologi e vulcanologi lo utilizzano per prevedere il possibile comportamento di coni di cenere e vulcani di sabbia, nonché per studiare i processi legati 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 impiegano dati pubblicati in precedenza sono un metodo e ci sono diversi semplici esperimenti per determinare l’angolo per qualsiasi sostanza con grani abbastanza piccoli da essere facilmente maneggiata. A seconda del metodo e dell’accuratezza delle misurazioni possibili, le cifre tendono ad essere approssimazioni ravvicinate piuttosto che valori esatti, ma ciò non riduce o elimina la loro utilità.