il punto di vista degli esecutori tra vincoli normativi

IL PUNTO DI VISTA DEGLI ESECUTORI TRA VINCOLI
NORMATIVI, PROBLEMATICHE OPERATIVE E NUOVE
OPPORTUNITA’ DI LAVORO
Vicenza, 8 Novembre 2013
Claudio Guareschi
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”
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.
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.
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
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.
ROTAZIONE A CIRCOLAZIONE INVERSA
Sito: Torino – Museo Egizio
Profondità: 45 m
Diametro di perforazione finale: 1000 mm
Rivestimento definitivo: Tubo 508
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.
PERFORAZIONE A ROTAZIONE A SECCO
Sito: Milano – P.zza San Fedele
Profondità: 40 m
Diametro di perforazione finale: 800 mm
Rivestimento definitivo: Tubo 508
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.
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.
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
CARATTERISTICHE DELLE PERFORATRICI A ROTAZIONE
Generalmente montate su cingoli
Facile adattamento a differenti
situazioni di lavoro
Non utilizzano argani a caduta
libera e sono dotate di cabine di
manovra con sedili e comandi
ergonomici
Maggiore sicurezza degli
operatori e maggiore comfort e
precisione delle manovre
CARATTERISTICHE DELLE PERFORATRICI A ROTAZIONE
Testa rotary con kelly telescopico
contenente al suo interno l’intera
batteria di aste
Riduzione dei tempi di manovra e
maggiore produttività
Durante il moto rotatorio della
testa, le elevate coppie motrici
consentono applicazione di forza
perforatrice continua
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
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
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.
MODALITA’ OPERATIVE
La perforazione avviene mediante una testa rotary che
imprime un movimento rotatorio ad un kelly telescopico,
avente generalmente una lunghezza pari a 11-12 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 1300-1600 mm.
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
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.
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
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)
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.
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.
VANTAGGI OPERATIVI
 Maggiore velocità di avanzamento rispetto alla tradizionale
percussione a secco con sonda
 Minore ingombro complessivo del cantiere
 Maggiore facilità
perforazione
di
posizionamento
sul
punto
di
 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
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
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
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
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 ( 1200-1000-800-600
mm)
POZZO GEOTERMICO MIGLIORATO
POZZO GEOTERMICO MIGLIORATO