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Come scegliere una perforatrice

Una perforatrice è una macchina da cantiere che permette di realizzare fori nella roccia. Le dimensioni di queste macchine variano molto da modello a modello: esistono perforatrici molto grandi e altre, al contrario, sufficientemente leggere per essere spostate da una sola persona.

Le perforatrici possono prelevare dei campioni dai giacimenti minerari e testare le proprietà fisiche delle rocce, del terreno e delle acque sotterranee. Inoltre, vengono utilizzate per creare tunnel, pozzi e canalizzazioni.

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  • Perforatrici: quale scegliere?

    Le perforatrici trovano impiego in una grande varietà di applicazioni: possono servire per scavare un pozzo che permetta di accedere a risorse naturali (acqua, petrolio, fonti geotermiche, ecc.), per realizzare le fondamenta di un edificio, per praticare fori in cui verrà fatta brillare la dinamite, per effettuare prelievi di terreno, ecc.

    Prima di tutto è indispensabile determinare a quale utilizzo è destinata la perforatrice che desiderate acquistare, e in particolare definire su che tipo di terreno verrà utilizzata. A seconda del tipo di terreno, infatti, vi orienterete verso un modello o l’altro: perforatrici a rotazione, perforatrici a percussione, perforatrici a fondo foro, perforatrici top hammer (con martello alto), ecc.

    In secondo luogo, è importante stabilire se, nell’ambito della vostra attività, la perforatrice sarà il vostro principale strumento di lavoro oppure se verrà utilizzata occasionalmente. Soprattutto, dovrete domandarvi se avete bisogno di una macchina particolarmente innovativa o se, al contrario, preferite optare per un modello classico che è sul mercato da diversi decenni.

    La sicurezza, l’affidabilità e la facilità di utilizzo sono altrettanti fattori, peraltro collegati tra loro, da tenere in considerazione al momento di scegliere una perforatrice. Una macchina affidabile e facile da maneggiare, utilizzata rispettando le istruzioni del fabbricante, offre maggiori garanzie di sicurezza per gli operatori che se ne servono.

    Un altro criterio di scelta da non trascurare è la mobilità della macchina. Esistono infatti da un lato perforatrici semoventi cingolate e dall’altro perforatrici su autotelaio e rimorchiabili, che sono alimentate per mezzo di un gruppo elettrogeno o direttamente dal camion che le trasporta.

    Dopo aver deciso quale sia il tipo di macchina che fa al caso vostro, verrà il momento di dimensionare la macchina in funzione del diametro e della profondità di foratura desiderata.

  • Quando realizzare una perforazione?

    Esistono numerosi lavori che rendono necessaria l’uso di perforatrici, tra cui:

    La maggior parte delle perforazioni è verticale, ma possono essere anche orizzontali o direzionate, come nel caso degli ancoraggi per l’edilizia civile.

    Tipi di perforazione (lista non esaustiva):

    • Perforazione di pozzi
    • Perforazione geotermica
    • Perforazione di pali di fondazione
    • Perforazione di micropali
    • Perforazione da mina
    • Perforazione ad elica continua
  • Che tecnologia scegliere?

    Tipo di perforazione Tipo di terreno Commenti
    Perforazione a rotazione Rocce tenere Profondità di perforazione importanti (fino a 5.000 metri); possibilità di realizzare perforazioni orizzontali e oblique
    Perforazione a fondo foro Roccia dura e fessurata (calcare, granito, ecc.) Profondità di perforazione fino a 4.000 metri
    Perforazione top hammer Terreni consolidati Piccolo diametro (max. 150 mm), scarsa profondità; possibilità di realizzare perforazioni oblique
    Perforazione a elica continua Argilla, sabbie argillose, ghiaia Profondità di perforazione di qualche decina di metri
    Carotaggio Qualsiasi tipo di terreno Perforazioni destinate  all’indagine ambientale;
    possibilità di realizzare perforazioni oblique
    Perforazione a percussione Rocce dure: arenaria, calcare, scisto Profondità fino a 1.000 metri
    Perforazione a percussione Argilla, sabbie argillose, ghiaia Installazione di tubi orizzontali e verticali

    Perforazione a rotazione: questa tecnica, chiamata anche “a distruzione di nucleo” o “rotary”, scava un foro nella roccia sfruttando sia il peso che la rotazione dell’utensile di scavo. Questo tipo di perforazione è usato principalmente nel settore della produzione petrolifera. I detriti vengono risalgono in superficie grazie alla pressione dei fluidi di perforazione iniettati nella batteria di perforazione. I fluidi di perforazione permettono inoltre di consolidare le pareti del foro senza che sia necessario intubarlo con un rivestimento provvisorio.

    Perforazione a fondo foro (detta anche perforazione rotazionale a percussione o perforazione con martello a fondo foro): queste perforatrici si avvalgono di una testa di taglio rotante e, contemporaneamente, martellano il fondo del foro con un martello pneumatico.L’aria compressa responsabile dell’azionamento del martello funge peraltro da fluido di pulizia e fa risalire i detriti in superficie. Sono macchine ad alte prestazioni che si distinguono per un avanzamento di perforazione ad alta velocità, in particolare nella roccia. Nel caso della perforazione di pozzi artesiani (pozzi in cui l’acqua sale naturalmente in superficie a causa della pressione nella falda freatica) e di pozzi geotermici, l’aria iniettata all’estremità dell’asta di perforazione costringere l’acqua a salire in superficie attraverso il foro, il che a sua volta consente all’operatore di valutare immediatamente il flusso d’acqua. Questo metodo di perforazione è utilizzato in terreni duri e fessurati e permette di raggiungere una profondità di 4.000 metri. Se la punta utilizzata è eccentrica, la perforazione può essere completata da tubi di rivestimento ad avanzamento progressivo (a gravità), che rinforzano il foro man mano che viene creato.

    Perforazione top hammer (martello fuori foro): queste perforatrici si avvalgono di un sistema a percussione che però resta all’esterno del foro. Vengono usate principalmente per praticare fori di diametro ridotto, ad esempio nell’ambito della prospezione mineraria o per il fissaggio di tiranti nella roccia, nonché per realizzare perforazioni poco profonde. A seconda dei terreni, infatti, esiste il rischio di deviazioni significative. Un vantaggio di queste perforatrici è che sono in grado di realizzare perforazioni in qualsiasi direzione.

    Perforazione a elica continua: è una tecnica di perforazione a rotazione che si avvale di un a vite senza fine, o coclea. Le macchine di questo tipo vengono usate soprattutto su terreni poco consolidati, composti di argilla o sabbia. Nella maggior parte dei casi, i detriti risalgono in superficie per effetto della vite senza fine. Per le perforazioni più profonde, tuttavia, l’estrazione a intervalli regolari della vite senza fine può rivelarsi necessario al fine di liberarla dai detriti.

    Carotaggio: il carottagio è una tecnica simile alla perforazione rotazionale, rispetto alla quale prevede il ricorso a un particolare utensile a forma di tubo, chiamatore carotiere, all’interno del quale viene raccolto il campione, detto carota.

    Perforazione a percussione: un apposito strumento viene lasciato cadere per forza di gravità sulla roccia che, in questo modo, si sgretola. La perforazione a percussione è destinata esclusivamente alla realizzazione di fori verticali. Inoltre, per evitare il collasso del foro, è necessario introdurre progressivamente un tubo che va a rivestirne le pareti interne. Quando i detriti iniziano a ostacolare la perforazione, questi vengono estratti tramite un apposito strumento costituito da un tubo e da una valvola basculante che raccoglie i detriti all’interno del tubo.

    Perforazione a percussione: questa tecnica viene utilizzata principalmente per installare dei tubi orizzontali. Il tubo in questione è spinto progressivamente per effetto della percussione. I detriti, invece, vengono raccolti alla fine dell’operazione di percussione tramite iniezione di acqua oppure per mezzo di una vite senza fine. Questa tecnica è utilizzata soprattutto qualora sia necessario evitare la trasmissione di vibrazioni agli edifici circostanti o evitare lo scavo di una trincea.

  • Che tipo di perforatrice scegliere?

    Esistono due tipi di perforatrici: le perforatrici cingolate e le perforatrici su camion o rimorchio.

    • Le perforatrici cingolate rappresentano un’ottima soluzione per spostarsi a bassa velocità su terreni accidentati o molto mobili. La stabilità della perforatrice dipenderà dalla superficie dei cingoli: più i cingoli sono larghi, maggiore sarà la stabilità della macchina. Allo stesso tempo, tuttavia, i cingoli larghi hanno tendenza a consumarsi più rapidamente e a sprofondare nel terreno durante gli spostamenti, soprattutto in curva. La velocità di spostamento di una perforatrice cingolata è di circa 4 km/h. Le perforatrici cingolate sono la soluzione ideale per i cantieri che non prevedono molti spostamenti.
    • Le perforatrici su camion o rimorchiabili non sono semoventi né sono autonome in termini di alimentazione. L’energia necessaria ad alimentarle può provenire dal camion o da un gruppo elettrogeno indipendente. D’altro canto, queste perforatrici sono molto meno costose all’acquisto rispetto ai modelli cingolati.
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