Una vera coscienza ambientale nella perforazione petrolifera in Italia si può dire che sia nata in questi ultimi dieci anni, soprattutto in virtù dell' impulso in tal senso dovuto all' emanazione, da parte degli organi competenti dello Stato, della normativa legislativa disciplinante la materia a partire dal 1976 in poi. A questa importantissima svolta legislativa va aggiunta anche la nascita, più o meno negli stessi tempi, di quella che possiamo definire "ecologia industriale": cioè di quella consapevolezza ambientale da parte delle società petrolifere di cui prima si lamentava la scarsa presenza. La sinergia tra questi due fattori ha aperto una nuova fase nella gestione logistica ed operativa del cantiere di perforazione. Gestione che dedica particolari attenzioni sia alla salvaguardia ambientale dell'area interessata dalla perforazione, soprattutto in chiave di protezione dei bacini idrogeologici sotterranei, sia al trattamento in loco e/o allo smaltimento dei rifiuti prodotti dall' impianto di perforazione. A questi elementi va aggiunta, non ultima, la possibilità di recupero e riutilizzo dell' acqua (ed in un prossimo futuro, forse, anche di alcuni residui solidi del trattamento in loco dei reflui) che consente una drastica riduzione del fabbisogno idrico del cantiere. Vediamo ora di analizzare più in dettaglio cosa realmente oggi si faccia in materia ambientale durante le operazioni di perforazione ed in fase di approntamento del cantiere necessario allo scopo. Innanzitutto, cinque sono i principali tipi di rifiuto prodotti da un impianto di perforazione petrolifera:

• fluido esausto di perforazione;
• detriti di perforazione (cuttings) asportati a fondo foro e separati dal fluido di perforazione in superficie dalle apparecchiature di controllo dei solidi;
• acque a basso carico inquinante (piovane, di lavaggio, ecc,) drenate, con opportuni accorgimenti, dal piazzale di perforazione ;
• fluidi di vario genere ad alto carico inquinante (olii, acidi, fluidi di completamento, ecc.);
• rifiuti di natura antropica

A titolo indicativo, la quantità complessiva di rifiuto prodotta da un cantiere di perforazione ammonta a circa 4000-8000 mc per ogni 1000 m perforati. I vari tipi di rifiuto del cantiere di perforazione vengono confinati in opportuni spazi separatamente l'uno dall' altro, trattati in loco e smaltiti (oppure semplicemente conferiti ad apposite compagnie di smaltimento) e, limitatamente alle acque, riutilizzati sull'impianto. Questa linea di condotta permette di ridurre lo sviluppo superficiale ed il volume dei bacini utilizzati per il confinamento dei reflui (originariamente tutti i tipi di rifiuto del cantiere venivano invece immessi in un unico grande bacino, creando così una sostanza indefinibile e talmente eterogenea da rendere vano ogni qualsiasi tentativo di trattamento), una concreta riduzione dei costi (determinata dall' introduzione di una forte razionalizzazione) ed infine, un facile ed immediato ripristino finale dell' area. Tra i cinque tipi di rifiuto di cui sopra quello che contribuisce più di ogni altro ad aumentare i volumi in gioco è il fluido esausto di perforazione. Come un qualsiasi "strumento" di lavoro infatti anch' esso, dopo un certo periodo di utilizzzazione, va sostituito con de fluido di nuovo confezionamento; "l'usura" è determinata soprattutto dal progressivo accumulo di particelle solide sospese, nonostante l' azione continua delle apparecchiature preposte alla loro eliminazione. Tale prodotto refluo viene inizialmente e provvisoriamente stoccato in un apposito bacino in calcestruzzo detto di "accumulo temporaneo" (si veda la sua collocazione nella planimetria tipo proposta in fig. 1 ) dal quale viene poi prelevato dalle pompe dell' impianto di trattamento che si articola su due fasi:

• disidratazione a mezzo di processi di filtropressatura o centrifugazione
• depurazione dell' acqua risultante dalla prima fase.

La disidratazione è la necessaria premessa allo smaltimento, contenendo, un normale fango bentonitico ad acqua, un 85-90 % di quest' ultima. La disidratazione vera e propria è sempre preceduta da un' operazione di " condizionamento" del fango, che consiste nella miscelazione ad esso di reagenti coagulanti e di coadiuvanti di coagulazione (flocculanti) in misura tale da consentire una più facile separazione acqua-solidi nello stadio di filtropressatura o di centrifugazione. Il primo si basa su una filtrazione in pressione attraverso una batteria di pannelli supportanti tale normalmente in polipropilene. Il secondo si basa invece sull'azione esercitata dallo sviluppo di una elevata forza centrifuga (alcune migliaia di "g") cui la polpa fangosa viene ad essere assoggettata. Il risultato di entrambe le operazioni è la produzione di un residuo solido parzialmente disidratato (avente ancora un tenore umido almeno pari al 30%) e di acqua fortemente impura. Quest'acqua. dopo essersi omogeneizzata in un apposito bacino (si veda la planimetria di fig.1 viene sottoposta a depurazione la quale a sua volta consta di una fase di condizionamento (più o meno analoga alla precedente). una di sedimentazione (che può essere in continuo od in discontinuo) ed una di filtrazione su letti in sabbia quarzifera e carbone attivo granulare posti in serie. Alla fine del processo l'acqua deve rispettare i canoni imposti dalla disciplina legislativa rappresentata dalla legge n.319 del 10 maggio 1976 (ed in particolare la relativa Tabella A). Il residuo solido da disidratazione ricade invece (la cosa è comunque ancor oggi fonte di controversia) sotto la disciplina del D.P.R. n.915 del 10 settembre 1982 (nato come attuazione a tre Direttive CEE) ed alle successive Delibere del Comitato Interministeriale del 27 luglio 1984 e del 14 luglio 1986. Secondo il D.P.R. n.915/82 il residuo solido parzialmente disidratato va classificato come "rifiuto speciale" che la Delibera 27.7.1984 stabilisce venga stoccato in discariche di "seconda categoria di tipo B" (od eventualmente di tipo C). Tutto questo per quanto riguarda il fluido esausto di perforazione. Passiamo ora ad analizzare sommariamente la gestione degli altri tipi di rifiuto del cantiere di perforazione (ad esclusione dei rifiuti da scarichi civili che esulano dagli scopi preposti a questa trattazione). Il materiale di formazione asportato dall'azione dello scalpello (ossia i cuttings),dopo essere stato separato dal fango dalle apposite apparecchiature, viene sottoposto al processo di consolidamento ed inertizzazione utilizzando un normale cemento Portland. Il cemento conferisce alla polpa detritica quella "palabilità" necessaria alla sua maneggiabilità ed al suo trasporto in discarica secondo le normative già indicate a proposito del residuo solido da disidratazione, facendo attenzione alla possibilità di stoccare tale materiale in discariche di "seconda categoria di tipo A"). Le acque leggermente inquinate drenate dal piazzale con i sistemi cui si accennerà più avanti) vengono convogliate in un bacino appositamente predisposto e comunicante, mediante una tubazione di troppo pieno, con un secondo bacino di contenimento ad esso accostato (si veda la posizione da loro occupata nel piazzale di fig.1 in alto a destra). La prima vasca funge da depuratore naturale dell' acqua raccoltavisi, in essa infatti le particelle solide sospese più grossolane sedimentano seguendo la legge di Stokes mentre gli oli flottano in ,superficie (la tubazione di travaso poi non consente a questi ultimi,in virtù del suo sistema di pescaggio, di terminare nella seconda vasca. Dalla seconda vasca l'acqua, sufficientemente pulita, viene aspirata e riutilizzata sull'impianto come acqua di lavaggio, acqua di confezionamento del fluido di perforazione, ecc, Un tale sistema di riciclo consente di ridurre di circa del 50% il fabbisogno giornaliero idrico dell'impianto di perforazione, fabbisogno cui non contribuiscono gli impianti di trattamento del fango e dell' acqua stessa in forza della loro completa autosufficienza idrica dettata dalla creazione al loro interno di un valido circuito chiuso. Infine i fluidi dotati di carico altamente inquinante, provvisoriamente stoccati sul cantiere nel cosiddetto "bacino per fluidi speciali" (si veda la fig.1), non vengono trattati in loco ma separatamente conferiti ad opportune compagnie di servizio che provvedono poi al loro smaltimento. Importante in questa fase è evitare la reciproca miscelazione ed il contatto di tali fluidi con gli altri tipi di rifiuto, pena il possibile invalidamento dei processi di trattamento. Gli olii esausti in particolare sono soggetti alla disciplina imposta dal D.P.R. n.691 del 23 agosto 1982 che sancisce l'obbligo del loro conferimento ad un preposto Consorzio. Quanto fin ad ora esposto è relativo ad impianti di perforazione on-shore. In off-shore la problematica ambientale, data la ristrettezza degli spazi disponibili, viene oggi risolta (validi esempi ne abbiamo in Adriatico) trasportando a terra tutto il materiale liquido e solido di rifiuto della piattaforma, utilizzando allo scopo appositi cassonetti per i cuttings ed il fango esausto e navi cisterna per i liquidi inquinanti "drenati" dai piani di calpestio (e provvisoriamente convogliati in appositi vasconi metallici posizionati al piano più prossimo al mare della piattaforma). Fino a qualche anno fa sia i fluidi esausti di perforazione a base acquosa che i relativi cuttings venivano scaricati a mare nel pieno rispetto della normativa legislativa, rappresentata specificatamente dal D.P.R. n.886 del 24 maggio 1979 - Capo X. Tali scarichi erano fonte però di più o meno gravi alterazioni del fondale (ciò nel caso dell'Adriatico settentrionale, data l'alta velocità di sedimentazione dell'area e la scarsa profondità dell' acqua): alterazioni di natura fisica, dovute al semplice scarico del materiale, di natura chimica, determinate dalla comparsa di anomalie nella composizione dei sedimenti superficiali, di natura biologica, attraverso processi di defaunazione e/o modificazione della macrofauna. Prima di chiudere il discorso inerente il problema rifiuti ed in particolare quello relativo al fluido di perforazione, la cui quantità prodotta da un comune impianto di perforazione si aggira sui 1300 mc per ogni 1000 m perforati, è opportuno analizzare quali siano le sostanze in esso contenute di maggiore pericolosità ambientale. Prima tra tutte merita citazione la barite (solfato di bario) utilizzata ampiamente come materiale di appesantimento. Questo minerale è, se puro. inerte dal punto di vista chimico-biologico. La barite commerciale utilizzata in campo petrolifero contiene invece impurezze di metalli pesanti la cui presenza è determinata dalla paragenesi degli stessi, per lo più sottoforma di solfuri, tipo blenda e galena. con la barite in giacimento. Impurezze di metalli pesanti possono essere contenute anche nella bentonite di confezionamento. Concentrazioni anche molto elevate di cromo sono poi facilmente riscontrabili nei lignosulfonati (denominati appunto cromolignosulfunati), utilizzati come additivi fluidificanti. Tra i correttivi organici va infine menzionata la carbossimetilcellulosa (CM C), il più impiegato tra i riduttori di filtrato,che contribuisce in buona misura ad elevare il valore del COD (Chemical Oxygen Demand) rilevabile nelle acque di risulta del processo di disidratazione (si vedano al proposito le analisi di laboratorio effettuate su alcuni campioni di acque e fanghi in uscita dalla filtropressa i cui valori sono riportati nelle tabelle di fig.2 e fig.3). Terminata questa sommaria analisi delle problematiche che investono lo smaltimento dei rifiuti prodotti da un impianto di perforazione, vediamo ora quali sono le risposte fornite all'esigenza di offrire una sicura ed efficiente protezione ai corpi idrici naturali superficiali e sotterranei, il cui delicato ecosistema ambientale potrebbe irreparabilmente essere alterato da percolazioni in profondità di liquidi portatori di più o meno elevati carichi inquinanti. Il problema principale è quello della corretta impermeabilizzazione dei bacini interrati destinati ad accogliere i vari tipi di reflui. I metodi utilizzati allo scopo sono essenzialmente due

• posa di geomembrane sintetiche
• stesura di bentonite naturale.

Le geomembrane sono manti sintetici impermeabilizzanti in polivinilcloruro (PVC), polietilene (HDPE), gomma butilica (IIR), ecc. di spessore variabile tra i 0,5 ed i 2 mm assemblati in opera a mezzo per lo più di saldature a caldo. In campo petrolifero, a fini di protezione idrogeologica, vengono impiegate soprattutto membrane in PVC, scelta dettata prevalentemente dalla loro alta versatilità. Le geomembrane hanno una permeabilità teorica che può giungere fino a 10-11 cm/sec, valore comunque destinato ad aumentare in campo per effetto della non perfetta tenuta delle saldature nel tempo. Grande pregio di questi manti è la possibilità da loro fornita di impermeabilizzare un qualsiasi tipo di terreno. La bentonite viene utilizzata invece preferibilmente in terreni sciolti di granulometria medio-fine tramite l'impiego del cosiddetto " metodo a Membrana". Tale metodo consiste nell'interporre un livello dello spessore di circa 1 cm tra due più spessi orizzonti sabbiosi (circa 1O cm) e nell' irrorare successivamente in modo abbondante di acqua con un sistema a pioggia. Dopo circa due giorni l' opera di impermeabilizzazione può ritenersi conclusa, ossia può ritenersi completamente sviluppato e stabilizzato il gel bentonitico che è andato a tamponare anche i più piccoli interstizi del supporto sabbioso (si veda, a illustrazione di quanto detto, la fig.4). Il metodo a membrana permette di ottenere valori di permeabilità di circa 10-9 cm/sec (del tutto paragonabili a quelli operativi delle geomembrane) ed un manto dalle caratteristiche estremamente elastiche, difficilmente suscettibile di rottura a punzonamento. Questo metodo consente un facile ed immediato ripristino dell' area dei bacini di contenimento, essendo sufficiente un semplice mescolamento dello strato impermeabilizzante con il terreno circostante (in virtù della naturalezza del prodotto bentonitico) per restituire allo stato originario l' area stessa. Problemi ambientali sono invece forniti dallo smaltimento delle geomembrane non riciclabili. Accanto alla singola impermeabilizzazione dei bacini viene inoltre operata una parziale impermeabilizzazione della superficie del piazzale tramite gettate in opera di solette in calcestruzzo bordate da canalette di drenaggio dei liquidi circolanti sulle stesse (generalmente acque luride). Le canalette costituiscono una rete di evacuazione superficiale dei liquidi, rete confluente nella prima delle due vasche di riciclo (si veda la fig.1). In aggiunta a questi provvedimenti può essere messa in opera una totale impermeabilizzazione del piazzale di perforazione, con un metodo che è schematicamente raffigurato in fig.5. Si tratta sostanzialmente di impermeabilizzare, facendo uso di geomembrane, l'intero immediato sottosuolo di tutta l'area cantieristica. Come si nota in figura si realizza una infrastruttura in rilevato composta da due massicciate (la prima necessaria alla creazione delle pendenze, la seconda di riempimento) in materiale inerte di natura sabbioso-ghiaiosa; tra di esse viene interposto uno strato a tre componenti costituito da una geomembrana superiormente ed inferiormente rivestita da tessuto non tessuto. La geomembrana è l' elemento impermeabilizzante del manufatto mentre il tessuto non tessuto ha funzioni protettive antilaceranti del manto sintetico,oltre a fungere da via di dissipazione delle pressioni interstiziali (che si possono accumulare soprattutto in presenza di falde acquifere superficiali). Alla convergenza dei piani inclinati vengono poi posizionati dei tubi finestrati in PVC (dotati di corona circolare ad alta permeabilità in inerte a grossa pezzatura) aventi lo scopo di drenare i liquidi percolati dalla superficie del piazzale e di farli confluire in appositi vasconi opportunamente predisposti. Un tal sistema è estremamente utile quando si debba operare in aree i cui suoli siano altamente permeabili e le falde acquifere particolarmente superficiali : ove cioè i pericoli di inquinamento delle acque appartenenti a corpi idrici naturali siano evidenti. In conclusione a tutto quanto è stato detto, vale la pena rilevare che, se dal punto di vista della protezione idrogeologica si è già giunti ad un ottimo standard operativo con la messa a punto di validi metodi di preservazione del sottosuolo, unico modo razionale di trattare gli acquiferi, altrettanto non si può dire in merito alla questione rifiuti, fluido di perforazione esausto in particolare. Questo settore necessita ancora di cure e di perfezionamenti volti primariamente a ridurre il volume di refluo, cercando di utilizzare, e quindi di confezionare, la minor quantità di fango possibile. Obiettivo raggiungibile migliorando le prestazioni delle macchine preposte alla eliminazione dei solidi inglobati. In debito conto va pure tenuta la possibilità di ridurre il carico ecotossicologico del fluido di perforazione, migliorando la qualità degli additivi esistenti oppure sostituendoli con dei nuovi a più alta compatibilità ambientale. Tutto ciò ovviamente comporta degli investimenti di denaro, ma oggi i "costi ambientali" devono stabilmente entrare a far parte dei programmi contabili di una qualsiasi impresa industriale.

Questa nota si basa sulla tesi di laurea in ingegneria mineraria di Pierluca Gobbi, tesi discussa presso l'università di Bologna, relatori i proff. Giovanni Brighenti e Giuseppe Caia. La ricerca necessaria allo sviluppo della stessa è stata svolta presso il centro di Formazione "E.Gandolfi" di Cortemaggiore della Saipem s.p.a. e presso impianti on ed off-shore della stessa sotto il coordinamento di Sandro Moavero.