PROGETTAZIONE ED ESECUZIONE DI UN POZZO E PROVE DI PORTATA

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1 E dott. geol. Gianluigi Giannella

2 IL RUOLO DEL GEOLOGO PROGETTISTA Qual è il ruolo del geologo nell esecuzione dei pozzi? Spesso è solo il tramite tra il committente e la ditta di perforazione. Altre volte è il tecnico che firma la relazione alla ditta di perforazione. Raramente è il professionista che, sulla base delle proprie specifiche conoscenze ed esperienze, valuta, progetta, dirige i lavori e collauda le opere di captazione. Con la tecnologia di oggi fare un pozzo è molto facile. In poche ore si può creare la comunicazione diretta tra la superficie topografica e falde profonde e protette. Poche ore per creare condizioni di vulnerabilità per corpi acquiferi sicuri e di qualità. L esecuzione dei pozzi il più delle volte è abusiva, come abusivo è il prelievo delle acque sotterranee. In mancanza di un adeguato controllo sul territorio, sono disattese tutte le procedure stabilite dalla legge nelle quali è prevista la prestazione del geologo.

3 IL GEOLOGO PROGETTISTA DI POZZI D ACQUA Quanto deve essere approfondita la conoscenza delle tecniche di perforazione e di completamento dei pozzi da parte di un geologo progettista? Le conoscenze professionali sulle perforazioni dovrebbero essere tali da permettere al geologo di eseguire correttamente la progettazione di un pozzo utilizzando i migliori e più convenienti apparecchiature, tecniche e materiali disponibili per la realizzazione di un opera durevole nel tempo, sicura sotto gli aspetti igienico-sanitari, che non alteri gli equilibri naturali in relazione alla qualità e quantità delle risorse idriche sotterranee e alla stabilità del sito.

4 LA RICERCA IDRICA Concettualmente e per gli aspetti normativi la perforazione di un pozzo è una ricerca di acqua sotterranea La legislazione delle acque distingue infatti: una fase connessa all individuazione delle risorse idriche sotterranee e alla realizzazione delle opere per la loro captazione; una fase connessa al prelievo delle acque captate. Escluse le utenze domestiche, la prima fase è soggetta ad autorizzazione, la seconda a concessione regionale. Analogamente sono disciplinate le acque minerali, che sono regolamentate da una legislazione autonoma e distinta, per le quali le due fasi si riferiscono alle attività inerenti il permesso di ricerca e la concessione mineraria.

5 Perché la ricerca idrica possa avere successo e rispondere agli scopi che si prefigge è necessario valutare preventivamente: se esistono le possibilità di captare nel sottosuolo acque di quantità e di qualità richieste; se le caratteristiche quali-quantitative si potranno mantenersi inalterate nel tempo. Queste condizioni valgono indipendentemente dall uso dell acqua, sia esso potabile, industriale, zootecnico, agricolo, ecc.

6 IL MODELLO IDROGEOLOGICO La ricerca deve fare riferimento a un modello idrogeologico inteso come ricostruzione tridimensionale del bacino idrogeologico o di una sua porzione significativa che individua: la probabile presenza di uno o più corpi acquiferi sotterranei; le loro geometrie; le loro caratteristiche idrauliche; la loro area di alimentazione; la localizzazione dei punti di drenaggio Il Modello Matematico 3D dei Flussi Idrici Sotterranei nel Bacino Idrogeologico del Fiume Taro

7 L ubicazione ottimale del pozzo è condizionata da: l assetto lito-stratigrafico del sottosuolo le proprietà idrauliche delle rocce e loro eventuale variabilità l esistenza di direzioni preferenziali del flusso sotterraneo la presenza di altre captazioni che determinano: la profondità e lo spessore dell acquifero la trasmissività dell acquifero la capacità di alimentazione della falda la possibile interferenza di altri emungimenti la vulnerabilità delle acque sotterranee e le protezioni naturali della falda Vanno inoltre valutate altre condizioni esterne come ad esempio la vicinanza o la possibile interferenza con fonti potenziali di contaminazione.

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9 LE PERFORAZIONI Le perforazioni consentono il riconoscimento diretto del sottosuolo attraverso il prelievo di campioni di terreno e di acqua Permettono l esecuzione di rilievi ed indagini di vario tipo in foro (ispezioni televisive, log chimico-fisici, log geofisici, ecc.) Consentono la realizzazione di pozzi utilizzando tubazioni di rivestimento Le attrezzature e le metodologie di perforazione sono scelte sulla base di: finalità delle indagini e tipo di utilizzo del perforo (prelievo di campioni, rilievo e/o monitoraggio della falda, pozzi di pompaggio, ecc.); profondità e diametro delle perforazioni; natura dei terreni da attraversare.

10 I SONDAGGI MECCANICI Quando la ricerca idrica presenta particolari difficoltà può essere conveniente eseguire preventivamente perforazioni esplorative che permettono l esecuzione di misure e prove nel corso dei lavori e contenere i costi in caso di esito infruttuoso della ricerca. I sondaggi hanno il vantaggio di fornire indicazioni molto precise sulla stratigrafia, sulla presenza di corpi acquiferi distinti e dei relativi aquiclude o aquitarde.

11 WIRE LINE Il wire line è un sistema di carotaggio che permette di recuperare le carote senza l estrazione della batteria di perforazione. Il carotiere è fissato con un apposito dispositivo all estremità inferiore di una colonna di tubi di rivestimento; alla fine di ciascuna battuta di carotaggio è recuperato con una fune di acciaio munita di un dispositivo di sgancio. L utilizzo del rivestimento provvisorio a seguire permette di eseguire in sicurezza prove d acqua nelle fase di avanzamento del sondaggio proteggendo la pompa dall eventuale distacco di materiali dalle pareti del foro

12 PROVE D ACQUA A FORO SCOPERTO Per ricerche d acqua in condizioni difficili (ad es. presenza di acque ferruginose) o per ricerche particolari come nel campo delle acque minerali, l esecuzione di prove d acqua nel corso della perforazione possono essere utili per selezionare diversi spessori di acquifero con caratteristiche differenti. A tale scopo è utile l uso di un otturatore (packer) che consente l isolamento del tratto più profondo del foro.

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14 TECNICHE DI PERFORAZIONE Le diverse metodologie di perforazione: a percussione a rotazione a rotopercussione con altre tecniche

15 PERFORAZIONE A PERCUSSIONE Attrezzature e funzionamento L impianto è costituito da: un sistema di sollevamento (coppia di argani con frizione, funi di acciaio e torre); una a sonda cilindrica cava munita di una valvola a piattello sul fondo; tubi di manovra La tecnica consiste nel far cadere ripetutamente dall alto la sonda che frantuma il terreno e ne raccoglie i detriti. Periodicamente la sonda viene estratta e rovesciata per lo svuotamento. In terreni sciolti è utilizzata una colonna di rivestimento che segue l avanzamento della sonda.

16 PERFORAZIONE A PERCUSSIONE Utilizzo, vantaggi e limiti della metodologia preferita per la perforazione di pozzi in terreni alluvionali grossolani (ghiaie e ciottoli) consente buone produzioni anche in rocce tenere e in sabbie ed argille consente di perforare con grossi diametri (anche oltre 1000 mm) non utilizza fluidi di circolazione non permette di raggiungere elevate profondità non consente una buona ricostruzione stratigrafica produce vibrazioni nel terreno in terreni sciolti richiede l utilizzo di rivestimenti a cannocchiale ha basse produzioni in rocce compatte può dare luogo a irregolarità del diametro (scavernamenti)