Fluidi e fanghi di perforazione: bentonite e polimeri

La bentonite è un prodotto commerciale largamente impiegato nell’ingegneria civile che trova anche larghissimo impiego in molto altri ambiti quali il trattamento e la purificazione delle acque, come supporto nell’agricoltura e nel giardinaggio, nella produzione del vino, nell’industria dei cosmetici, in quella alimentare e in una lunga lista di processi di produzione tra i quali quelli dei mangimi, della carta e della ceramica.
Limitatamente alle applicazioni di ingegneria civile i due macro-settori in cui è ampiamente utilizzata da decenni la bentonite, in soluzione acquosa sottoforma di fluidi, sono la realizzazione perforazioni (pali e diaframmi) e lo scavo di gallerie con TBM, Micro-TBM e altre tecnologie no-dig.
Nelle perforazioni, l’utilizzo di sospensioni di bentonite (fanghi), serve a stabilizzare il foro, sigillarne le pareti, impedendo il collasso durante le operazioni, e a trasportare fuori dallo scavo il residuo solido prodotto (smarino).
Nel caso del Tunnelling e del MicroTunnelling invece il ruolo della bentonite è duplice, da una parte serve come nel caso dei pali e dei diaframmi a stabilizzare il cavo prima dell’istallazione del rivestimento definitivo e al trasporto dello smarino verso l’esterno, dall’altra serve come lubrificante evitando o riducendo l’usura degli utensili di scavo.
Un fluido di perforazione deve svolgere diverse funzioni:
sostegno del foro;
  • trasporto dei detriti in superficie;
  • riduzione dell’attrito tra gli utensili di scavo e le pareti del foro;
  • raffreddamento e pulizia degli utensili di scavo.
La possibilità/opportunità di riutilizzare le terre e le rocce prodotte dalle attività di perforazione è un obiettivo importante sotto differenti aspetti:
le terre e rocce da scavo costituiscono una risorsa naturale non rinnovabile; pertanto, il loro riutilizzo è auspicabile nell’ottica di salvaguardia dell’ecosistema naturale;
  • le terre e rocce da scavo costituiscono, spesso, un materiale di per sé utile in molte applicazioni (dai semplici riempimenti, al riutilizzo come aggregati per il calcestruzzo, fino al reimpiego per particolari progetti di ripascimento costiero);
  • la gestione delle terre e rocce da scavo rappresenta un aspetto logistico di primaria importanza per un cantiere in grado di ottimizzare le attività di scavo;
  • la gestione delle terre e rocce da scavo costituisce una voce di bilancio spesso non trascurabile nell’economia generale di un progetto e la possibilità di valutarne il reimpiego piuttosto che dover sostenere gli oneri necessari al conferimento a discarica rappresenta una valida opzione.

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