Geol. G. Piffer, Ph.D. M. Rinaldi; Waterstones S.r.l.
La Waterstones S.r.l. di Egna (BZ) è una società di servizi specializzata nell’esecuzione di log geofisici in fori di sondaggio e pozzi. La tecnologia del well logging ha conosciuto un significativo sviluppo a partire dagli anni Sessanta e consente la determinazione delle proprietà fisiche delle pareti dei fori di sondaggio e/o dei pozzi, dei fluidi presenti e delle rocce circostanti. Un log è definito come una registrazione continua di una o più proprietà fisiche in funzione della profondità.
L’esecuzione di un well log prevede l’impiego di uno specifico tool che viene calato all’interno del foro. Il tool è collegato alla superficie tramite un cavo portante in acciaio, che consente anche la trasmissione bidirezionale dei dati. Lo svolgimento del cavo è gestito da un argano meccanico (winch) dotato di encoder, collegato a una consolle di acquisizione dati e a un computer portatile. L’encoder consente la misura e il controllo della profondità del tool. Una specifica attività che ha visto la società impegnata in numerosi cantieri negli ultimi anni riguarda l’esecuzione di log mediante scanner ottico OPTV in prefori sub-orizzontali, realizzati a distruzione di nucleo sul fronte di avanzamento di opere in sotterraneo (Fig. 1–2).
Fig. 1. Prefori leggermente inclinati verso l’alto, realizzati sul fronte di avanzamento del Brenner Base Tunnel, finestra di Mules (BZ).
Fig. 2. Realizzazione di prefori sub-orizzontali sul fronte d’avanzamento della variante SS16 Laives, BZ.
L’impiego di tecniche di perforazione a distruzione di nucleo presenta il vantaggio di consentire tempi di esecuzione ridotti e costi inferiori rispetto ai sondaggi a rotazione con carotaggio continuo. A tale scopo è possibile realizzare due o tre prefori, variamente orientati e sfalsati in lunghezza, sul medesimo fronte di avanzamento. Sebbene la perforazione a distruzione di nucleo determini una maggiore irregolarità delle pareti del foro, essa non compromette la qualità dell’analisi strutturale eseguibile mediante le indagini di logging (Fig. 3).
Fig. 3. Qualità dell’immagine rilevata con scanner ottico OPTV in foro sub orizzontale eseguito a distruzione di nucleo su porfido. Si notano una diffusa struttura a bande e diverse fratture. Cantiere SS16 variante di Laives.
Lo strumento viene introdotto nel foro e mantenuto in posizione centralizzata al fine di ottenere la massima risoluzione dell’immagine e una corretta acquisizione dei dati di inclinazione e azimut. Lo scanner ottico OPTV genera un’immagine continua e orientata a 360° delle pareti del foro di sondaggio mediante un sistema ottico accoppiato a uno specchio conico. La camera acquisisce l’immagine delle pareti grazie all’illuminazione fornita da una serie di LED posizionati al di sopra del gruppo ottico dello strumento. La scansione avviene lateralmente, con modalità circolare.
Lo strumento è in grado di eseguire una scansione per ogni millimetro di avanzamento, con un campionamento massimo di 720 pixel per ciascuna scansione circolare. L’immagine risultante dalla scansione delle pareti del foro viene quindi sviluppata sul piano e orientata rispetto al nord magnetico; su tale rappresentazione, le strutture intercettate (diaclasi, fratture, faglie, stratificazioni, laminazioni, foliazioni, ecc.) si manifestano come tracce di tipo sinusoidale (Fig. 4).
Fig,4. Lo scanner ottico OPTV, principio di funzionamento ed immagine in colori reali svolta sul piano con tracce sinusoidali relative a cambi lito-strutturali.
La possibilità di ottenere un’accurata analisi geomeccanica supportata da centinaia di dati strutturali (fig.5), facilmente fruibili e archiviabili, ha convinto un sempre maggior numero di studi di progettazione e di società di costruzione ad adottare questa metodologia investigativa.
Fig. 5. Elaborazione dei dati di rilievo geomeccanico mediante immagine scanner ottico OPTV.
La Waterstones S.r.l è in grado di eseguire log sub orizzontali sino a qualche centinaio di metri in lunghezza. Il contemporaneo rilevamento della direzione e dell’inclinazione permette il controllo direzionale del preforo e dei relativi dati ottenuti dall’analisi strutturale delle immagini (Fig.6).
Fig. 6. Elaborazione dati d’inclinazione di un foro di sondaggio sub-orizzontale.
I dati restituiti sono determinanti per un razionale dimensionamento dei rivestimenti, per l’individuazione delle fratture e delle cavità più significative, per la localizzazione di venute d’acqua e per la caratterizzazione di zone con caratteristiche geotecniche scadente quali faglie e fasce cataclastiche. La notevole qualità delle immagini può permettere l’analisi di facies e l’individuazione di eventuali strutture primarie. La qualità delle immagini è strettamente dipendente dalla pulizia delle pareti del foro o in presenza d’acqua dall’assenza di torbidità.
