La posa di condotte in polietilene o acciaio può essere effettuata a “secco” oppure ad “umido”. Si dice avanzamento ad “umido” quando si ricorre ad un getto di fluido costituito da acqua e bentonite (slurry) per allentare il terreno durante la trivellazion, ovvero rimuovere il cutting di perforazione verso l’esterno mediante la circolazione del fluido nel foro.
Lo studio dei terreni attraversati
Condurre un attento studio geologico-geotecnico al fine d’identificare le caratteristiche del suolo in cui sarà eseguito il foro per l’installazione della tubazione, è di fondamentale importanza. Lo scopo è quello di stabilire se la TOC sia fattibile e, nel caso affermativo, come sia possibile realizzarla nel modo più efficiente possibile. Sarà fondamentale stabilire il miglior percorso di trivellazione nonché, la tipologia di utensili da usare. Sono generalmente individuati i seguenti elementi:
- identificazione del suolo (roccia, terreni ghiaiosi, depositi sciolti, discontinuità);
- presenza di acque sotterranee e/o di superficie;
- caratteristiche di stabilità e resistenza.
La progettazione della tubazione in PE
Completate le indagini sul suolo e stabilito che la TOC è fattibile, l’attenzione si sposta alla selezione della tubazione in PE da installare. Essa dovrà soddisfare tutti i requisiti idraulici in funzione del tipo di fluido che l’attraverserà rapportando il tutto anche al metodo d’installazione. Ci si riferisce alla forza di trazione indotta su di essa nella fase di pull-back, eventuali sollecitazioni del terreno nel cavo, la pressione dell’acqua di falda e i sovraccarichi che si possono verificare durante la vita della condotta.
La determinazione dei carichi
Nel determinare a quale valore di carico è sottoposta la tubazione, fondamentale è la condizione del cavo di trivellazione, ovvero se mantiene la sua stabilità rimanendo aperto oppure collassa. Questo dipende in gran parte dal tipo di suolo attraversato, dalla tecnologia di scavo impiegata, dall’eventuale acqua di falda e dalla presenza o meno dello slurry.
Se il cavo non si deforma dopo la trivellazione per la creazione del cosiddetto “effetto arco”, i carichi si ridistribuiscono al terreno circostante e solo una piccolissima pressione del terreno viene trasmessa alla tubazione.
Quando l’effetto arco non si crea, la pressione esterna agente sulla tubazione è la somma della combinazione della pressione del terreno, dell’acqua di falda e dei carichi di esercizio.
Il normale processo di progettazione consiste nel calcolare i carichi applicati sulla tubazione selezionando una tubazione in PE di tentativo e calcolando così il fattore di sicurezza per questa condotta.
La determinazione della forza di pull-back
Durante il pull-back, la tubazione è sottoposta a forze di trazione assiali generate dall’attrito tra tubo e pareti del foro, dall’eventuale slurry, ovvero dalla forza d’attrito che si genera dallo scorrimento della colonna di varo sulla superficie del terreno.
La forza di trazione viene applicata alle aste di trivellazione/tiro e all’alesatore che precede la colonna di varo durante il pull-back. Le caratteristiche della tubazione devono essere selezionate in modo che la tensione di trazione nella parete del tubo non superi la tensione di trazione ammissibile del materiale.
Conclusioni
L’installazione mediante TOC di una tubazione in PE è sottoposta prevalentemente a due ordini di stress. Il primo è costituito dall’inevitabile attrito causato dall’infilaggio del tubo nel terreno (funzione anche della stabilità del foro), mentre il secondo è costituito dalla trazione alla quale è sottoposta la tubazione durante il pull-back.
Con scrupolo e rigore si dovrà procedere alla scelta dei materiali da impiegare e alla preparazione di procedure operative da adottare, considerato che la delicata fase di varo del tubo non ammette errori, quantomeno quando si tratta di diametri di una certa entità. Se fallisce il varo di un tubo, potrebbe essere necessario ricominciare dall’inizio ogni cosa approntando una nuova TOC parallela.