IL PUNTO DI VISTA DEGLI ESECUTORI TRA VINCOLI NORMATIVI, PROBLEMATICHE OPERATIVE E NUOVE OPPORTUNITA DI LAVORO

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1 IL PUNTO DI VISTA DEGLI ESECUTORI TRA VINCOLI NORMATIVI, PROBLEMATICHE OPERATIVE E NUOVE OPPORTUNITA DI LAVORO Vicenza, 8 Novembre 2013 Claudio Guareschi

2 QUADRO NORMATIVO UNI 11446:2012 La progettazione dei sistemi geotermici a pompa di calore UNI 11447:2012 L installazione dei sistemi geotermici a pompa di calore UNI 11448:2012 Gli aspetti ambientali dei sistemi geotermici a pompa di calore

3 PRESENTAZIONE Le applicazioni geotermiche sono oramai una realtà riconosciuta in grado di dare un contributo sostanziale al contenimento dei consumi energetici degli edifici sia per gli aspetti legati alla climatizzazione invernale che per quelli connessi al raffrescamento estivo, maggiormente legato alla crescente domanda di qualità della vita. Da questo punto di vista specifico si valuta che, nelle case italiane, siano installati mediamente apparecchi elettrici con una potenza accumulata per 13 kw (contro il limite contrattuale tipico di 3 kw) per la quale ormai incide sensibilmente la presenza di dispositivi di raffrescamento a compressore elettrico, forse efficienti in sé, ma quasi sempre irrazionalmente installati ed utilizzati.

4 PRESENTAZIONE In questo contesto, lo sviluppo e la diffusione di sistemi di climatizzazione reversibili a basso consumo energetico, quali le pompe di calore (PdC) geotermiche, si pongono di primario interesse strategico e commerciale. Di fatto le PdC collegate a sistemi di dispersione e recupero dal terreno secondo diverse tecniche promettono elevati risparmi energetici in un ampia rosa di applicazione edilizie ed impiantistiche e, conseguentemente, un positivo impatto sull ambiente soprattutto in termini di contenimento delle emissioni di gas serra.

5 PERCUSSIONE A SECCO CON COLONNE D AVANZAMENTO Sito: Milano P.zza Meda Profondità: 40 m Diametro di perforazione finale: 600 mm Rivestimento definitivo: Tubo 406

6 PERCUSSIONE A SECCO CON COLONNE D AVANZAMENTO Tradizionalmente la perforazione di pozzi di grande diametro a secco viene realizzata mediante metodologia a percussione con colonne d avanzamento. La perforazione viene realizzata mediante sonda o benna con colonne di avanzamento e la perforazione avviene secondo un moto alternato di sollevamento e caduta dell utensile di perforazione.

7 ROTAZIONE A CIRCOLAZIONE INVERSA Sito: Torino Museo Egizio Profondità: 45 m Diametro di perforazione finale: 1000 mm Rivestimento definitivo: Tubo 508

8 ROTAZIONE A CIRCOLAZIONE INVERSA Questo sistema è generalmente utilizzato per la realizzazione di pozzi di grande diametro e consiste nel far risalire il fluido di perforazione insieme al materiale perforato all interno della batteria di perforazione. La stabilità del foro è garantita dal carico idrostatico del fluido di perforazione che, nel caso specifico, è costituito da acqua o fango leggero naturale. Il sistema di scavo può utilizzare la forza d urto di un utensile a percussione o l azione combinata tra la rotazione dell utensile e il peso che grava sullo stesso.

9 PERFORAZIONE A ROTAZIONE A SECCO Sito: Milano P.zza San Fedele Profondità: 40 m Diametro di perforazione finale: 800 mm Rivestimento definitivo: Tubo 508

10 PERFORAZIONE A ROTAZIONE A SECCO L applicazione della tecnologia per la perforazione di pali a grande diametro alla perforazione di pozzi, consente la realizzazione di pozzi di grande diametro con una notevole serie di vantaggi, rispetto alla più tradizionale tecnologia della percussione a secco. La perforazione a rotazione a secco deriva dal settore delle costruzioni edili nel quale, per ampiezza ed importanza del mercato, si è verificato negli anni un notevole sviluppo di attrezzature e tecnologie, contrariamente a quanto avvenuto per la tecnica della perforazione a percussione.

11 PERFORAZIONE A ROTAZIONE A SECCO La perforazione a rotazione a secco viene realizzata mediante l impiego di macchine a rotazione, dotate di aste telescopiche e con bucket o altri utensili per la perforazione quali eliche o carotieri di grande diametro.

12 METODO MISTO CON COLONNE DI AVANZAMENTO: ROTAZIONE A SECCO E A PERCUSSIONE Sito: Milano Via Cusani Profondità: 40 m Diametro di perforazione finale: 800 mm Rivestimento definitivo: Tubo 508

13 CARATTERISTICHE DELLE PERFORATRICI A ROTAZIONE Generalmente montate su cingoli Non utilizzano argani a caduta libera e sono dotate di cabine di manovra con sedili e comandi ergonomici Facile adattamento a differenti situazioni di lavoro Maggiore sicurezza degli operatori e maggiore comfort e precisione delle manovre

14 CARATTERISTICHE DELLE PERFORATRICI A ROTAZIONE Testa rotary con kelly telescopico contenente al suo interno l intera batteria di aste Durante il moto rotatorio della testa, le elevate coppie motrici consentono applicazione di forza perforatrice continua Riduzione dei tempi di manovra e maggiore produttività Maggiore efficienza rispetto ad una perforazione a percussione Possibilità di equipaggiamento con kit che permettono di lavorare con utensili differenti Elevata versatilità e ampia gamma di applicazioni dello stesso mezzo

15 CARATTERISTICHE DELLE PERFORATRICI A ROTAZIONE Non utilizza fanghi di perforazione Più semplice gestione dei materiali di risulta e dei rifiuti da smaltire Non produce consistenti alterazioni nei terreni attraversati Riduce e facilita le fasi di sviluppo e spurgo del pozzo Completamente automontanti Tempi rapidi di installazione del cantiere, anche in spazi ridotti

16 DIMENSIONI Le perforatrici in grado di realizzare perforazioni di media profondità (50 m) hanno dimensioni generalmente superiori a quelle di una macchina da sondaggi, intorno a 4,5 x 3,5 m circa, ma non pari alle tradizionali macchine di perforazione a percussione che hanno dimensioni molto superiori, indicativamente pari a 4 x 10 m e che necessitano di uno spazio anteriore pari ad almeno 15 metri, sia per il posizionamento della macchina, sia per le manovre degli operatori in fase di perforazione.

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19 MODALITA OPERATIVE La perforazione avviene mediante una testa rotary che imprime un movimento rotatorio ad un kelly telescopico, avente generalmente una lunghezza pari a metri, che contiene al suo interno l intera batteria di aste di perforazione. I diametri di perforazioni massimi con eliche o buckets possono raggiungere anche i mm.

20 UTENSILI L utensile di perforazione è generalmente costituito da un bucket a fondo piatto che consente di perforare efficacemente terreni incoerenti quali sabbie e ghiaie. Per particolari esigenze questo può essere sostituito da altri utensili quali carotieri, eliche o bucket differenti. bucket fondo piano bucket fondo conico

21 UTENSILI La gamma di utensili per la perforazione delle diverse tipologie di terreni e di rocce, è molto vasta e gli utensili sono costantemente studiati e migliorati, sia relativamente alla metallurgia dei materiali, sia relativamente alle geometrie costruttive. A seconda della tipologia e della resistenza dei terreni da perforare si impiegano utensili dotati di lame o picchi di dimensioni e materiali differenti.

22 UTENSILI carotiere a picchi bucket centrifugo da terra sistema di apertura longitudinale per il rilascio del materiale di risulta, azionato dalla forza centrifuga prodotta dalla rotazione della testa rotary nel senso contrario a quello di manovra carotiere a picchi scarico a pistone

23 UTENSILI Le eliche, ampiamente utilizzate nella realizzazione di pali, possono essere impiegate anche per la perforazione di pozzi, ma con alcune limitazioni e pertanto sono generalmente poco impiegate. elica a lame (da terra) elica a picchi (da roccia stratificata media durezza)

24 MODALITA OPERATIVE La testa rotary consente anche l infissione delle tubazioni di rivestimento per il sostegno del foro, necessarie trattandosi di una perforazione a secco. In particolare in materiali incoerenti, l avanzamento della tubazione di rivestimento e la contemporanea rotazione, riducono al minimo i possibili scavernamenti delle pareti del foro ed i conseguenti franamenti.

25 MODALITA OPERATIVE Nel corso della perforazione, i tempi normalmente impiegati per le manovre delle aste, sia in discesa, sia in risalita sono, con questo tipo di apparecchiatura, estremamente ridotti in quanto l estensione completa (ed il ritiro) delle aste telescopiche sino alla profondità di scavo avviene nell arco di qualche minuto. Tutte le operazioni di tubaggio, formazione del dreno, cementazione e spurgo, successive alla perforazione, vengono eseguite in modo analogo rispetto alla perforazione a percussione.

26 VANTAGGI OPERATIVI Maggiore velocità di avanzamento rispetto alla tradizionale percussione a secco con sonda Minore ingombro complessivo del cantiere Maggiore facilità di posizionamento sul punto di perforazione Maggior controllo della verticalità del foro, garantita da un sistema automatico di livellamento Asportando il terreno per taglio e non per percussione, non si producono vibrazioni e sollecitazioni agli edifici adiacenti ai punti di perforazione, con possibilità di perforazione anche in spazi molto ristretti tra edifici, in completa sicurezza

27 MIGLIORE QUALITA DEI DATI ACQUISITI E MIGLIOR RENDIMENTO DELLA FALDA Minore disturbo del campione e quindi migliore restituzione della successione stratigrafica Maggiore precisione nella definizione delle profondità dei livelli stratigrafici, in quanto le macchine sono dotate di un dispositivo per la misurazione della profondità di perforazione Minor intasamento delle falde nei casi in cui si attraversino alternanze di livelli argillosi e livelli acquiferi o in presenza di significative percentuali di matrice fine

28 MINORI RISCHI PER LA SICUREZZA DEGLI OPERATORI E DEL CANTIERE Riduzione dei rischi generali connessi alla sicurezza degli operatori di cantiere Migliori condizioni di lavoro degli operatori Riduzione dei rischi nel caso di perforazioni in aree contaminate da sostanze esplosive o infiammabili e/o con fase surnatante

29 MA C È ANCHE QUALCHE SVANTAGGIO Profondità raggiungibile difficilmente superiore a 60 m Costi delle attrezzature e delle macchine elevati Usura delle attrezzature elevata a causa delle notevoli forze applicate, delle vibrazioni sulla struttura e relativo affaticamento della stessa Forza di estrazione abbastanza limitata che in alcuni casi rende necessaria una morsa giracolonne

30 MA C È ANCHE QUALCHE SVANTAGGIO In caso di materiali molto compatti la capacità di perforazione è più limitata non avendo a disposizione fanghi per raffreddamento e pulizia del foro Con l utilizzo di colonne di manovra con giunti rapidi, il range di variazione del diametro è fisso e pari a 200 mm da un diametro a quello successivo ( mm)

31 POZZO GEOTERMICO MIGLIORATO

32 POZZO GEOTERMICO MIGLIORATO

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PERFORAZIONE A PERCUSSIONE

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