1. PREMESSAEsiste ancora una certa difficoltà, non del tutto superata, a parlare di "progetto" relativamente ad un pozzo per acqua, infatti in molti ambiti del mondo del lavoro non è affatto chiaro che il pozzo è un'opera che deve essere accuratamente progettata, concetto invece assolutamente scontato per una qualsiasi opera di edilizia civile, per modesta che sia; questo dipende da alcuni fattori di carattere prevalentemente culturale:
Quest'ultimo elemento di confusione è oggi aggravato dalla recente istituzione di corsi di laurea e diplomi universitari a carattere ambientale (ingegneristici o naturalistici) che, occupandosi direttamente della risorsa acqua, immettono sul mercato del lavoro figure professionali ibride, le cui competenze in idrogeologia sono spesso troppo parziali. E' però indubbio che il pozzo costituisca comunque un progetto "sui generis", nel senso che spesso, al momento della realizzazione, permangono ancora degli elementi di incertezza che impediscono di valutare a priori quale sia la soluzione tecnica da adottare, e di cui il progettista deve tenere di conto, prevedendo una serie di verifiche in corso d'opera che permettano di scegliere tra diverse opzioni tecniche che sia il progetto che il relativo capitolato devono consentire. 2. ELEMENTI CHE CONDIZIONANO IL PROGETTO DEL POZZOIl progetto del pozzo è condizionato principalmente da due ordini di problematiche che, seppur leggibili separatamente, si condizionano reciprocamente:
Le problematiche tecnico-costruttive sono determinate principalmente dal contesto geologico in cui si opera e dalle necessità della committenza, in altre parole dalla geologia del sito (natura e giacitura delle rocce da perforare, posizione e caratteristiche idrauliche dell'acquifero da intercettare e dalle quantità e qualità dell'acqua richiesta); le problematiche ambientali derivano dall'interazione tra il contesto geologico ed il contesto ambientale-antropico (realizzare un pozzo in aperta campagna pone problemi diversi che realizzare un pozzo all'interno di un'area fortemente antropizzata o in un'area di sviluppo industriale). Esistono poi altri elementi che possono condizionare anche in maniera rilevante le scelte progettuali, quali, ad esempio, l'accessibilità del Sito, la presenza o meno di fonti di approvvigionamento idrico durante le fasi di perforazione e, non ultimo in ordine d'importanza, il quadro normativo locale che, con la maggiore autonomia legislativa degli enti locali (regioni, province e comuni) può risultare di una certa complessità. 3. METODI Dl PERFORAZIONE MAGGIORMENTE IN USO NEL CAMPO DEI POZZI PER ACQUAMetodo della percussione
Percussione semplice
Percussione con morsa giracolonna
Metodi a rotazione
Metodo della rotazione a circolazione diretta di fango
Metodo della rotazione a circolazione inversa del fango
Metodo della rotazione con martello fondo-foro
4. UN POSSIBILE SCHEMA DELLE FASI DI PROGETTO4.1 Fase preliminare
4.2 Progetto della perforazione
4.3 Progetto di completamento del pozzo
4.4 Collaudo del pozzo
4.5 Verifica della compatibilità ambientale
5. PRINCIPALI CONTESTI GEOLOGICI E PROBLEMATICHE CONNESSE ALLA REALIZZAZIONE DI POZZI PER ACQUALa classificazione che proponiamo
è, in parte, arbitraria (come del resto tutte la classificazioni)
in quanto non concepita per descrivere tutti i possibili ambienti geologici,
ma per descrivere sommariamente quelli principali in relazione alla
perforazione dei pozzi e, per di più, limitatamente alle condizioni
naturali del territorio italiano (ad es. Gilbert Castany, nel suo "trattato
di idrogeologia" si limita a considerare due contesti geologici
principali: i grandi bacini sedimentari ed i massicci antichi, essendo
tale classificazione {funzionale alle condizioni naturali della Francia).
Per quanto riguarda l'Italia segnaliamo i seguenti contesti geologici:
5.1 Le grandi pianure alluvionaliSi tratta di vasti bacini subsidenti, o caratterizzati da una storia geologica di prevalente subsidenza, colmati da materiali detritici trasportati dai corsi d'acqua (e comunque provenienti dalla erosione dei rilievi circostanti). Le p.a. sono quindi caratterizzate dalla presenza di un substrato cui si sovrappone uno spessore di materiali detritici di granulometria variabile, da grossolani (come le ghiaie) a fini (come i limi o le argille). La variabilità verticale e orizzontale (laterale) dei sedimenti dipende, ovviamente, dalla storia geologia locale, cosi come la composizione litologica dei sedimenti stessi riflette le litologie costituenti la catena montuosa in erosione. Lo spessore dei sedimenti può variare da pochi metri, in prossimità delle zone pedemontane, ad alcune migliaia di metri nelle aree centrali della pianura. Le aree di pianura alluvionale sono spesso caratterizzate dalla presenza di un orizzonte acquifero superficiale a pelo libero (acquifero freatico) che, come nel caso della Pianura Padana, può mostrare spessori e potenzialità produttive estremamente rilevanti. L'intero "materasso" alluvionale è poi generalmente caratterizzato dalla presenza di uno o più orizzonti acquiferi, livelli permeabili di sabbie e/o ghiaie, separati da orizzonti di argille impermeabili (acquiclude) o da orizzonti di sedimenti fini semipermeabili (acquitardi). Si tratta sicuramente, dal nostro punto di vista, del contesto idrogeologico principale, poiché gli orizzonti acquiferi presenti nelle pianure alluvionali sono quelli generalmente più produttivi e da gran tempo interessati da un intenso sfruttamento per l'approvvigionamento idrico degli insediamenti urbani, per l'irrigazione e per l'approvvigionamento dei complessi industriali. Parallelamente alla crescita esponenziale delle quantità di acqua prelevate dal sottosuolo delle pianure si sono presentati i ben noti problemi relativi alla dispersione in falda di sostanze inquinanti, o relativi alla comparsa di fenomeni di subsidenza per sovrasfruttamento degli acquiferi, determinando così una delicata situazione ambientale in cui la realizzazione di opere di captazione delle acque di falda deve necessariamente essere preceduta dall'attenta valutazione del contesto e da una progettualità sempre più raffinata. Le indagini geologiche cd idrogeologiche nelle pianure alluvionali sono generalmente basate sull'esame attento dei materiali bibliografici esistenti, in particolare sulla valutazione critica di tutti i dati rilevabili da perforazioni precedentemente realizzate in zona (sia litostratigrafici che idrodinamici) e spesso sono di grande utilità i metodi indiretti di indagine geofisica, quali le prospezioni elettriche o sismiche. Spesso la regolarità delle caratteristiche dimensionali degli acquiferi di pianura cd il gran numero di informazioni circa i parametri idrodinamici che li caratterizzano rendono possibile la realizzazione e l'utilizzo proficuo di sofisticati modelli matematici che descrivono quantitativamente le modalità di flusso delle acque sotterranee e rendono possibili simulazioni attendibili sugli effetti degli emungimenti idrici 5.2 I sistemi di catene a piegheLe catene a pieghe, catena alpina
e catena appenninica, costituiscono una parte rilevante del territorio
italiano. Storicamente l'approvvigionamento idrico delle popolazioni
residenti in aree montane era costituito principalmente dalle sorgenti
naturali, dai bacini lacustri e, talvolta, direttamente dai corsi d'acqua
superficiali; oggi, con l'avvento di nuove tecnologie di perforazione
efficienti ed economiche anche in terreni litoidi (perforazione con
martello fondo-foro), la realizzazione di pozzi per acqua in ,aree montane
è divenuto la routine. 5.3 I massicci carbonaticiLe regioni la cui costituzione geologica è caratterizzata dalla prevalenza di rocce carbonatiche (rocce sedimentarie che contengono più della metà di minerali carbonati, tra i quali predomina di gran lunga la calcite - CaCO3 - associata o meno alla dolomite - CaCO3 .MgCO3) costituiscono un ambiente i particolarmente interessante dal punto di vista idrogeologico poiché le rocce carbonatiche presentano spesso una circolazione idrica significativa, in quanto chimicamente attaccabili dalle acque meteoriche (che hanno un certo contenuto di CO2) che trasformano il carbonato di calcio (insolubile) in bicarbonato di calcio (solubile). Questo fenomeno, che prende il nome di "carsismo", determina la formazione di condotti ipogei che non di rado possono raggiungere dimensioni ragguardevoli ed essere sede di una circolazione idrica molto importante. Questo aspetto, se da un lato permette di rinvenire riserve idriche importanti, dall'altro può costituire un problema dal punto di vista della perforazione, soprattutto perché possono verificarsi, in corrispondenza di carsismo sviluppato, perdite dei fluidi di circolazione ed altri inconvenienti legati alla presenza di cavità sotterranee, di questi elementi è necessario tenere di conto nel progettare un pozzo in terreni carsici. Un altro problema idrogeologico rilevante in queste regioni è costituito dalla estrema vulnerabilità all'inquinamento delle riserve idriche a causa della mancanza di potere autodepurante delle rocce carsificate, della elevata velocità di circolazione dell'acqua e dalla imprevedibilità dei percorsi sotterranei. 5.4 I massicci cristalliniCon questa denominazione si individuano quelle regioni la cui costituzione geologica è caratterizzata dalla presenza di rocce magmatiche (sia intrusive, come le rocce granitoidi, sia estrusive come le rocce basaltiche) o metamorfiche. Questo contesto si presenta sfavorevolmente sia dal punto di vista della perforabilità dei terreni, che dal punto di vista della presenza di una circolazione idrica rilevante a causa della loro composizione mineralogica, prevalentemente costituita da materiali insolubili. Le rocce metamorfiche, generalmente scistose ed impermeabili, hanno spesso la funzione di "acquiclude" piuttosto che di serbatoi acquiferi, mentre le rocce magmatiche (soprattutto i graniti) presentano una limitata circolazione idrica nella fascia superficiale alterata. Ciò non toglie che, in alcune situazioni particolari, non possa aver luogo una circolazione idrica significativa localizzata in corrispondenza di zone particolarmente fratturate e/o fessurate. Le indagini idrogeologiche, in questi particolari contesti, devono quindi rivolgersi specificamente verso l'individuazione delle principali linee di fratturazione tettonica e particolarmente verso l'individuazione di punti di incrocio di più linee. A tale scopo è spesso utile lo studio fotointerpretativo dell'area. 5.5 Antichi bacini lacustri e aree di bonificaNon è infrequente il caso di aree morfologicamente pianeggianti che in passato, in condizioni climatiche diverse, hanno accolto un lago o un'area palustre successivamente bonificata mediante opere idrauliche. Si tratta generalmente di aree tettonicamente depresse riempite nel corso del tempo da sedimenti di varia natura, ma, in prevalenza, granulometricamente fini (limi e/o argille), dalla permeabilità quindi abbastanza ridotta. Le indagini geologiche in queste aree sono per molti versi analoghe a quelle condotte nel caso delle pianure alluvionali, censimento e analisi delle colonne litostratigrafiche dei pozzi perforati in zona, indagini geofisiche (geoelettrica o sismica) ecc.... Si tenga presente che materiali a granulometria più grossolana, quindi maggiormente permeabili, potrebbero rinvenirsi in corrispondenza di paleoalvei fluviali sepolti; in questo caso oltre ai metodi d'indagine citati può essere utile il ricorso alla fotointerpretazione. Un problema che si presenta frequentemente in questo contesto è dato dalla presenza di livelli torbosi , alle volte di spessore rilevante, formatisi in seguito al seppellimento, durante cicli sedimentari successivi, dalla vegetazione lacustre. Rilevanti spessori torbosi possono costituire un problema per due ordini di motivi:
5.6 Le zone costiereL'utilizzazione delle risorse idriche in aree prossime alla costa risulta sempre problematica, sia che si tratti di lidi sabbiosi che di coste a falesia; ciò a causa del delicato rapporto di equilibrio che si stabilisce in falda tra il carico di acqua dolce, alimentato dall'entroterra, e l'ingressione di acqua marina. Tale equilibrio, che porta l'acqua dolce a "galleggiare" sull'acqua di mare, più densa, si stabilisce mediante la formazione di una superficie di contatto tra le due acque detta "interfaccia acqua dolce- acqua salata". Se mediante il pompaggio da pozzi afferenti ad acquiferi costieri viene indotto un abbassamento del carico idraulico di acqua dolce, ciò provoca, in tempi brevissimi, la perturbazione della situazione di equilibrio con la conseguente risalita di acqua salata che, progressivamente, contamina gli acquiferi costieri rendendoli inutilizzabili. Tali problematiche sono studiate da tempo ed esiste un'ampia letteratura scientifica in proposito, ciò nonostante è ancora frequente la realizzazione e l'utilizzo di pozzi in aree costiere senza che sia prevista alcuna misura di salvaguardia della risorsa idrica. 5.7 Le aree collinari neogenicheIl neogene è il periodo geologico compreso tra l'oligocene (- 20 milioni di anni) ed il quaternario (-1,8 milioni di anni). In molte aree del nostro paese i sedimenti relativi a tale periodo costituiscono un contesto geologico particolare; si tratta infatti di sedimenti marini litologicamente costituiti da alternanze di sabbie, argille, argille limose e, talvolta conglomerati, caratterizzanti fortemente il paesaggio con la formazione di particolari e suggestive forme di erosione (calanchi e biancane nei terreni prevalentemente argillosi e ripide scarpate "balze" nei terreni prevalentemente sabbiosi) Frequentemente le aree collinari in cui predominano questi tipi litologici sono soggetti a diffusi fenomeni di franosi legati ai periodi piovosi dell'anno. Da un punto di vista idrogeologico il contesto si presenta sfavorevolmente ,a causa della predominanza di litotipi argillosi e della scarsa permeabilità dei livelli sabbiosi (che presentano una matrice fine ed un cemento secondario) e, talvolta, a causa della cattiva qualità delle acque nelle zone ove esistono livelli di depositi evaporitici. Le indagini idrogeologiche devono essere condotte con molta cura, poiché non è infrequente perforare pozzi completamente sterili. Particolarmente indicalo, in questi terreni, il metodo d'indagine geofisica dei sondaggi elettrici verticali (SEV). Esistono poi contesti geologici difficilmente schematizzabili in una classificazione del tipo sopra esposto, che potremmo definire contesti di transizione tra ambienti geologici diversi come, ad esempio, le zone della fascia pedemontana, in cui si opera al limite tra la pianura alluvionale ed il piede del rilievo. In tali contesti è spesso possibile captare ed utilizzare la risorsa idrica presente nelle conoidi alluvionali e, non di rado, la medesima perforazione può interessare sia il "materasso'' alluvionale che il substrato roccioso; in questi casi la scelta del metodo di perforazione può essere problematica, ed è possibile perforare con metodologie diverse la parte alluvionale e la parte in roccia (utilizzando quindi due tecniche per la realizzazione di un solo perforo). Qualche problema si può presentare, in un caso come quello esposto, nella gestione della risorsa, in quanto il pompaggio delle acque profonde del substrato non dovrebbe interferire con i sovrastanti livelli alluvionali (per evitare problemi di miscelazione di acque qualitativamente diverse o problemi di compressione degli strati superficiali), il che non è sempre facile da realizzare. BIBLIOGRAFIAGilbert Castany - Idrogeologia, 1985. Dario Flaccovio Editore - PalermoAA. VV. - Norme per la costruzione dei pozzi per acqua, 1992. ANIPA - Milano AA. VV. - Manuale di progettazione dei pozzi per acqua, 1996. ANIPA - Milano Gianni Cerbini - I1 manuale delle acque sotterranee, 1992. Geo-Graph - Milano Guido Chiesa - Pozzi per acqua, 1991. Hoepli - Milano Fletcher G. Driscoll - Groundwater and wells, 1986 - Johnson filtration inc. St. Paul - Minnesota L. Hamil, F.G. Bell - Acque sotterranee, 1992. Dario Flaccovio Editore - Palermo Ardito Desio - Geologia applicata all'ingegneria, 1985. Hoepli- Milano. Pietro Celico - Prospezioni idrogeologiche, 1986. Liguori editore - Napoli |