Il pozzo in campagna fai da te: panoramica delle tecnologie e degli strumenti per la perforazione manuale

Un pozzo sul terreno della dacia eviterà molti problemi. Fornirà acqua per l'irrigazione, la cura del proprio veicolo e del territorio. È improbabile che l'acqua ottenuta con le proprie mani sia adatta per bere, ma è perfetta per l'igiene personale.

È vero che la perforazione di un pozzo non è troppo economica. Diverso è il caso se il pozzo viene realizzato in campagna con le proprie mani. In questo caso, ottenere una propria fonte d'acqua è possibile con perdite finanziarie minime. È d'accordo?

Nell'articolo che proponiamo vengono descritte in dettaglio le tecnologie di perforazione a disposizione dei perforatori autonomi. Vengono descritti in dettaglio gli strumenti di perforazione e le regole per la loro scelta in base alle proprietà fisico-meccaniche del terreno. I nostri consigli forniranno un aiuto efficace nella realizzazione di un pozzo di captazione.

Breve corso semplificato di idrogeologia

Le acque sotterranee differiscono notevolmente dalle acque superficiali. Non scorrono sotto forma di torrenti impetuosi con fiumi, non si raccolgono in laghi, a meno che non incontrino una cavità carsica nella crosta terrestre.

Se sotto i nostri piedi ci fossero ovunque corsi d'acqua vigorosi, città e villaggi crollerebbero insieme al terreno, che non ha una solida base rocciosa.

L'acqua sotterranea viene estratta da pori, fessure e cavità (vuoti) presenti nella struttura delle rocce

Carattere della presenza di acqua nelle rocce

L'acqua sotterranea è contenuta in pori, vuoti e fessure formati nelle rocce nel corso di vari processi geologici. In questo articolo non entreremo nel dettaglio della genesi e del principio di funzionamento dei processi.

Notiamo solo che le proprietà fisico-meccaniche dei terreni e le specifiche idrotecniche e idrogeologiche dell'acqua in essi contenuta dipendono dal modo in cui si sono formati.

Le acque sotterranee tendono a spostarsi all'interno dello strato che le contiene – uno strato di sedimenti con proprietà e struttura equivalenti. Su di esse, analogamente alle acque superficiali, agisce la gravità, che determina il flusso verso strati sottostanti o lungo il pendio verso aree più basse.

Se l'acqua sotterranea ha la possibilità di accumularsi, ma non ha vie di scarico, la pressione aumenta. L'acqua, per le sue caratteristiche fisiche, non può comprimersi. In uno spazio chiuso, la pressione costringe il liquido a cercare un punto di uscita naturale. Grazie a questo fenomeno, in superficie emergono sorgenti e zampillano geyser.

L'acqua sotterranea viene pompata dai pori delle sabbie di diverse dimensioni e densità, dal calcare fratturato, più raramente dall'arenaria

I terreni i cui pori, cavità e fessure contengono acqua sono chiamati acquiferi o falde. L'opera realizzata per il prelievo dell'acqua deve essere approfondita proprio in essi. Tra gli acquiferi ci sono tipi che possono lasciar passare l'acqua liberamente e tipi che possono solo trattenerla.

In una sezione geologica, gli acquiferi si alternano solitamente con gli aquicludi. Sono terreni argillosi, la cui struttura è simile alla plastilina nota a tutti, non contengono acqua e non la lasciano passare.

L'acqua può trovarsi in piccole lenti e fratture formate in argille limose e sabbie argillose compatte. Tuttavia, il più delle volte viene semplicemente assorbita dai depositi argillosi, modificandone la consistenza.

Gli aquicludi includono anche varietà rocciose e semi-rocciose in stato indisturbato, cioè senza fratture. Se il loro corpo è disseminato di fessure di vario calibro e inoltre riempite d'acqua, le formazioni rocciose e semi-rocciose passano nella categoria degli acquiferi.

Maggiore è il volume dei vuoti nella roccia, maggiore sarà la resa idrica della falda acquifera. In realtà, questa caratteristica può essere ottenuta solo durante la perforazione di un pozzo o appresa da un'organizzazione che ha eseguito lavori di perforazione nelle vicinanze

Classificazione delle acque sotterranee

Il carattere della formazione dei terreni che contengono acqua è alla base della classificazione secondo le qualità fisico-meccaniche.

Secondo ciò, l'acqua sotterranea utilizzabile è suddivisa in modo semplificato in:

• Acque dei depositi sedimentari. Si trovano nei pori delle sabbie di varia granulometria, nei vuoti dei depositi ghiaiosi, ciottolosi e detritici. Sono contenuti in terreni clastici le cui particelle non sono legate tra loro. Queste rocce possiedono eccellenti qualità filtranti: l'acqua può muoversi liberamente in esse e attraverso di esse nella direzione desiderata.
• Acque delle rocce madri. Si trovano nelle fessure delle rocce dure, semi-dure e di alcuni terreni sedimentari cementati. Il rappresentante ospitante più comune è il calcare. L'acqua può diffondersi attraverso le fessure di argille dure, marne, arenarie, ecc., ma queste varianti non sono adatte per l'estrazione.

Le qualità di filtrazione delle rocce madri dipendono dal grado di fratturazione. Nello stato indisturbato, le loro particelle sono fissate da legami cristallini o consolidati, che non permettono all'acqua di fluire all'interno dello strato, di filtrare verso l'esterno o di penetrare dall'esterno.

L'acqua nei terreni rocciosi si forma per condensazione. Si accumula per secoli senza ricevere apporti esterni. Naturalmente, in uno spazio limitato è compressa, motivo per cui, all'apertura di tale strato, il livello statico si stabilizza solitamente al di sopra della profondità di giacitura. Talvolta tali pozzi addirittura zampillano.

I terreni della sequenza sedimentaria giacciono in strati relativamente orizzontali, all'interno dei quali le proprietà fisico-meccaniche e la struttura sono uniformi o presentano lievi variazioni. I terreni impermeabili di solito si alternano a quelli saturi d'acqua.

I depositi sedimentari vengono regolarmente alimentati dalle acque atmosferiche. Penetrano attraverso un semplice stillicidio – per infiltrazione attraverso gli strati sovrastanti. Le falde acquifere sedimentarie possono saturarsi anche in direzione orizzontale, ad esempio ricevendo acqua tramite la stessa infiltrazione da uno specchio d'acqua vicino.

Le proprietà di filtrazione e la natura della formazione delle rocce sono strettamente legate alle qualità idrauliche dell'acqua in esse contenuta.

In base a questa caratteristica, le acque sotterranee si dividono nelle seguenti categorie:

• Non in pressione. Sono acque che giacciono in rocce sedimentarie, nei primi strati permeabili dalla superficie del suolo. Vengono alimentate liberamente e allo stesso modo si scaricano in corpi idrici o in strati sottostanti, pertanto hanno pressione nulla.
• In pressione o artesiane. È chiaro che nella maggior parte dei casi si tratta di acque di rocce madri. Tuttavia, vi rientrano anche alcuni pozzi che intercettano una falda sedimentaria. Ad esempio, se il terreno si trova in una valletta tra due colline, l'acqua intercettata dallo scavo tenderà a raggiungere il livello medio dello strato e a zampillare.

Se una falda acquifera, legata a rocce sedimentarie, giace tra strati impermeabili della stessa genesi, può essere caratterizzata da una leggera pressione. Un esempio lampante: sabbia satura d'acqua, 'avvolta' superiormente e inferiormente da strati di argilla. All'apertura, il livello statico può per un po' essere leggermente al di sopra del tetto dello strato stesso.

Le acque freatiche delle rocce sedimentarie sono raramente in pressione, poiché hanno quasi sempre la possibilità di scaricarsi. Eccezione – i pozzi trivellati in una valletta tra colline. In tali sorgenti, l'acqua tenderà a raggiungere il livello generale della falda freatica lungo lo strato saturo d'acqua secondo il principio dei vasi comunicanti.

Nel linguaggio comune, quest'acqua viene chiamata interstrato, mentre tra gli idrogeologi è considerata debolmente in pressione. Nella pratica, situazioni simili sono estremamente rare. Poiché l'acqua associata a terreni sedimentari ha quasi sempre la possibilità di scaricarsi.

Questa possibilità può trovarsi a una distanza compresa tra 1 e 10 o più km dal punto di perforazione, ma grazie a essa non si verifica alcuna pressione nell'acquifero. Quindi non si può parlare di pressione.

Categoria di perforabilità come argomento

Oltre alle differenze classificative già elencate, esiste un'altra caratteristica molto importante che i tecnici che desiderano perforare un pozzo d'acqua nella propria proprietà devono conoscere. Si tratta della categoria di perforabilità, che limita notevolmente le possibilità della perforazione manuale.

La categoria di perforabilità è determinata ancora una volta dalle qualità fisico-meccaniche delle rocce e dalle specificità della loro origine. In base a queste caratteristiche, i terreni si suddividono in:

• Sciolti. Rocce sedimentarie a frammenti grandi e piccoli che non mantengono la forma durante lo scavo: sabbie di ogni grado di densità e granulometria, depositi di ghiaia, pietrisco e ciottoli. Si disgregano facilmente, ma non sempre è semplice estrarle dal pozzo.
• Plastici. Terreni sedimentari argillosi che mantengono la forma durante lo scavo: si tratta della famiglia dei terreni argilloso-limosi, delle argille e delle sabbie limose. Si disgregano con maggiore difficoltà rispetto al tipo precedente, ma vengono estratti senza particolari problemi grazie alla loro «viscosità».
• Duri. Rientrano in questa categoria le rocce dure e semi-dure. È la categoria di perforabilità più elevata, che conferma la complessità e l'onerosità dello scavo. Le rocce si disgregano con difficoltà e non è facile sollevarle dal fondo del pozzo.

I depositi sedimentari sono rappresentati da varietà sciolte e plastiche. La loro perforazione può essere eseguita con le proprie forze. Non è necessario far ricorso a macchinari né a utensili di perforazione estremamente complessi.

Tabella con la classificazione delle rocce in base alla perforabilità con utensile a coclea. La trivella a coclea è uno degli attrezzi con la più alta velocità di scavo, ma nella maggior parte dei casi, dopo la perforazione, è necessario pulire il fondo del pozzo con una sonda a cucchiaio (+)

Tabella con le categorie di perforabilità delle rocce mediante il metodo a percussione e fune. La velocità di perforazione è la più bassa, ma solo con il metodo a percussione e fune è possibile attraversare sabbie sciolte, depositi di ghiaia e ciottoli, estrarre dal pozzo terreni saturi d'acqua e liberare il fondo (+)

Le rocce madri appartengono prevalentemente a tipi rocciosi e semi-rocciosi. Per un perforatore autonomo, questa è un'opzione praticamente irraggiungibile.

Senza impianti di perforazione, sviluppare è estremamente difficile, e senza uno strumento distruttivo specializzato, il scalpello, è del tutto impossibile. Le argille dure e semidure si perforano più facilmente della «roccia», ma da esse non si pompa acqua.

Per la captazione dell'acqua, i pozzi vengono realizzati con l'affondamento della parte di presa nella sabbia o nel calcare. Per chi desidera perforare un pozzo da solo, è possibile la variante “sabbiosa” (+)

Notiamo che l'acqua potabile viene estratta sia da depositi sedimentari che da rocce madri. Tuttavia, la varietà associata ai «sedimenti» è spesso solo tecnica a causa della capacità dei terreni di lasciar passare qualsiasi liquido, inclusi scarichi, oli versati a terra, prodotti petroliferi e altro.

In ogni caso, l'acqua pompata da una fonte privata deve essere portata per un controllo alla SES per ottenere un verdetto motivato dalle analisi sulla sua appartenenza potabile o tecnica.

Scelta del luogo per il pozzo sul terreno della dacia

Prima di realizzare un pozzo per la captazione dell'acqua in campagna, è necessario condurre delle proprie indagini idrogeologiche. Suona grandioso, ma consistono in un semplice interrogatorio dei vicini che dispongono di una propria fonte d'acqua.

Durante l'interrogatorio è necessario scoprire:

• La profondità del livello dell'acqua nei punti di presa esistenti. È possibile informarsi presso i proprietari sia di pozzi che di cisterne.
• La stabilità del livello statico. Non ha la proprietà di abbassarsi significativamente durante il periodo estivo secco e in inverno.
• La situazione geologica. Più precisamente, quali rocce sono state scoperte durante lo scavo del pozzo o la perforazione? Sono stati incontrati massi?

I terreni da campagna, di regola, si trovano in zone pianeggianti, caratterizzate da una giacitura quasi orizzontale degli elementi geologici. Deviazioni insignificanti si avranno solo a causa della differenza di quote assolute tra la fonte esistente e il punto di perforazione.

È meglio non utilizzare alcun metodo popolare per cercare segni d'acqua sul terreno. Le chiacchiere sulla sensibilità delle formiche e la considerazione del clima sono del tutto ridicole, non influenzano in alcun modo la falda freatica. Sul clima ci si sarebbe dovuti orientare quando si sceglieva il terreno.

Decidere il percorso più breve dalla fonte alla casa o alla sauna è davvero importante. È assolutamente necessario considerare la possibilità di installare una torre con la comodità di eseguire l'intero complesso di lavori. Per scegliere il momento migliore per la perforazione, Le sarà d'aiuto il seguente articolo.

Noleggio di una perforatrice mobile

Il metodo più semplice e meno faticoso per realizzare un pozzo nella propria casa di campagna consiste nel noleggio di un impianto di perforazione mobile. Con il suo aiuto si può perforare e allestire in un paio di giorni una struttura individuale per la captazione dell'acqua.

L'impianto passerà senza sforzo attraverso lo spessore dei terreni sedimentari e, se il professionista lo desidera, raggiungerà le rocce madri, ma questo metodo non si può definire economico.

Per perforare un pozzo di captazione dell'acqua sarà necessario un utensile di perforazione. Per estrarre terreni incoerenti occorrerà una trivella a valvola, mentre i terreni argillosi sono più facili da sollevare con una trivella elicoidale, un tubo campionatore o una carotiera. Se si devono frantumare massi o roccia, è necessario munirsi di scalpelli.

Come alternativa più economica, è adatto un dispositivo di perforazione manuale smontabile. Include una trivella con maniglia per il movimento rotatorio durante l'inizio della perforazione e una serie di aste per estendere la colonna di perforazione. Con il 'perforatore manuale' si possono tranquillamente perforare pozzi da 10 a 25 m. Si può anche andare più in profondità, se la salute e il numero di aste lo permettono.

In assenza di un impianto di perforazione o di un dispositivo di fabbricazione industriale, si ricorre a metodi che fino a poco tempo fa venivano ancora utilizzati nella perforazione professionale. Si parlerà del metodo manuale a percussione-rotazione e a percussione-fune.

A causa dell'eterogeneità della sezione geologica, i metodi di perforazione vengono spesso applicati in combinazione. La differenza nelle tecniche di frantumazione ed estrazione della roccia permette di attraversare praticamente qualsiasi tipo di formazione geologica, indipendentemente dalla complessità.

Il kit per la perforazione manuale dei pozzi (nome comune “manuale”) rappresenta la più semplice macchina perforatrice di fabbricazione industriale. È progettato per la perforazione a coclea. A scopo produttivo viene utilizzato laddove non è possibile montare la torre di un normale impianto di perforazione (+)

Metodi per la perforazione manuale

Prima di decidere di realizzare un progetto di costruzione di un pozzo di presa d'acqua con le proprie mani, è opportuno informarsi attentamente sui metodi di perforazione dei pozzi. La tecnologia viene scelta in base alla struttura geologica del terreno. A tal fine, si chiedono con insistenza ai vicini come hanno scavato un pozzo o perforato un pozzo da loro.

Dopo aver determinato quale tipo di terreno si è incontrato precedentemente durante lo scavo, si sceglie l'attrezzatura di perforazione. Sarà necessario costruirla da sé o noleggiarla. Bisogna subito decidere cosa fare con la torre di perforazione: prenderla in prestito da qualcuno o costruirla da sé.

Opzione #1 – perforazione a percussione e rotazione

Dal nome è chiaro che la frantumazione e l'estrazione della roccia scavata dal foro avvengono mediante colpi e rotazioni.

Per eseguire le suddette operazioni di perforazione vengono utilizzati diversi tipi di attrezzi, ovvero:

• Cucchiaio. È destinato alla perforazione rotativa, utilizzato nello scavo di terreni plastici. Consiste in un cilindro privo della metà minore o di un solo segmento. La punta viene realizzata con un leggero spostamento dell'asse centrale in modo da perforare un foro più largo dello stesso strumento.
• Trivella, ovvero coclea. È destinato allo scavo di terreni argillosi densi con metodo rotativo. Consiste in una vite con una o più spire. Agisce in modo elementare: si avvita nel terreno e trasporta il materiale frantumato in superficie sulle pale.
• Benna. È destinata allo scavo di rocce sedimentarie sciolte con metodo a percussione. Nessun altro strumento è adatto per l'estrazione completa di depositi di ghiaia e ciottoli, pietrisco, ghiaia, sabbie sciolte. La benna è indispensabile per sollevare terreni saturi d'acqua e quindi molto pesanti.
• Scalpello. È destinato alla frantumazione di rocce dure mediante colpi ripetuti e insistenti. Viene utilizzato in combinazione con la benna, che dopo la frantumazione estrae il materiale di scarto dal fondo.

Cucchiaio – un attrezzo di perforazione universale, con due dispositivi di presa. Per il taglio e la presa verticale del terreno, la parete sinistra di una particolare apertura nel cilindro è leggermente piegata.

Per la presa inferiore si dispone spesso di un utensile da taglio a forma di benna sulla base della trivella. Le varianti sul tema del cucchiaio sono innumerevoli. Chi desidera realizzarlo da sé deve solo comprendere il principio di funzionamento.

I trapani a cucchiaio distruggono e afferrano la roccia in due direzioni. Verticalmente, il terreno viene tagliato dal bordo del semicilindro situato nel senso di rotazione della trivella; l'utensile da taglio inferiore approfondisce il pozzo secondo il principio dell'avvitamento.

Similmente a una trivella a coclea, il cucchiaio viene avvitato nella roccia. Con l'utensile da taglio inferiore taglia il terreno che, dopo essersi staccato dalla massa, entra all'interno del cilindro incompleto. Con l'utensile da taglio laterale, durante la rotazione, il cucchiaio taglia la roccia dalle pareti del foro. Il terreno appena tagliato compatta la porzione precedente e la spinge nella cavità dell'attrezzo.

Il lavoro continua fino a riempire la cavità del cucchiaio per metà o per 2/3. Quindi la trivella viene rimossa dal pozzo e liberata dal detrito forato attraverso una 'apertura' laterale verticale presente nel cilindro. L'attrezzo svuotato viene nuovamente calato sul fondo e si continua a perforare.

Cucchiaio per perforazione di terreni argillosi semi-solidi e solidi che non richiedono la presa inferiore

La presa inferiore della trivella a cucchiaio è realizzata a forma di spirale a coclea, rinforzata da un'ulteriore punta per facilitare l'avanzamento.

Trivella a cucchiaio per perforazione manuale fino a 5 m di profondità, con parte lavorativa accorciata saldata all'asta di partenza.

L'asse di simmetria del cucchiaio è spostato non a caso. L'eccentricità permette di perforare un foro adatto per l'installazione simultanea del tubo di rivestimento. Il rivestimento è indispensabile per formare il pozzo nei depositi sedimentari.

Senza di esso, i terreni sciolti cadrebbero continuamente sul fondo del pozzo, mentre quelli argillosi, bagnandosi, si gonfierebbero nel foro, restringendo il passaggio e rendendo difficile il trasporto dell'attrezzo sul fondo.

Ultimamente, varie modifiche delle coclee stanno attivamente sostituendo il cucchiaio. Facilitano effettivamente l'avanzamento, ma per quanto riguarda l'estrazione della roccia demolita, sono significativamente inferiori al cucchiaio.

Con esso si possono perforare sabbie umide e appiccicose, mentre la coclea non le solleva completamente. Per pulire il fondo dopo la coclea, quasi sempre si deve usare un estrattore a tazza. Ne consegue che il lavoro viene svolto in doppia quantità.

La perforazione a coclea presenta un grave svantaggio – durante l'avvitamento della trivella è molto facile deviare dalla verticale. Deviazioni significative porteranno alla completa inutilizzabilità operativa dello scavo. Deviazioni minori renderanno difficoltosa l'installazione del rivestimento e successivamente l'immersione della pompa (+)

Il modello più semplice di cucchiarone è realizzato da un tratto di tubo Ø 180-220 mm a seconda delle dimensioni del pozzo. Non dimentichiamo che per il pompaggio dell'acqua con una pompa sommersa il Ø interno del rivestimento deve essere 2-3 cm più grande del Ø esterno della pompa. Altrimenti non sarà possibile calarlo nell'opera di captazione.

La lunghezza ottimale del tratto di tubo per il cucchiarone è 1,0 – 1,2 m, per non dover faticare con il sollevamento, lo svuotamento dell'arnese e la pulizia interna a mano se necessario. Nel terzo superiore si taglia una finestra necessaria per estrarre il terreno perforato. Alla sommità si fissa con bulloni o si salda un anello a cui verrà fissato il cavo.

La scarpa dell'utensile è dotata il più spesso di una valvola a una, più raramente a due, falde. Nei cucchiaroni stretti la valvola è costituita da una sfera. Per far sì che la parte inferiore smuova e rompa meglio il terreno, si affila un bordo tagliente o si segnano dei denti.

Diverse interessanti opzioni per la fabbricazione del cucchiaio di perforazione sono presentate nell'articolo, che consigliamo di consultare.

Il cucchiarone trattenuto dal cavo viene lanciato liberamente sul fondo. All'impatto col terreno la valvola si apre e il terreno frantumato viene spinto nella cavità del tubo.

Dopo aver fatto entrare una porzione di terreno nella cavità dell'arnese, la valvola si chiude, permettendo al cucchiarone di trattenere i terreni sciolti e non coesivi. Quindi si solleva l'arnese sopra il fondo ad un'altezza di 1,5 – 1,0 m e lo si rilascia di nuovo, fino ad avanzare di ulteriori 0,3 – 0,4 m.

Informazioni su come realizzare un attrezzo di perforazione per la perforazione manuale di pozzi per l'approvvigionamento idrico sono dettagliatamente descritte nell'articolo che consigliamo.

Presentiamo le configurazioni di scalpello collaudate nella pratica, ma auspichiamo sinceramente di non dover mai ricorrere al loro utilizzo. Certamente, senza uno scalpello non è possibile frantumare a mano una 'roccia'. Ma vale la pena impegnarsi?

La perforazione procederà letteralmente di un paio di centimetri al giorno. È più sensato utilizzare un metodo meccanizzato: noleggiare un impianto mobile o chiamare dei perforatori.

Uno scalpello può essere necessario se nella sezione sedimentaria si incontrano ghiaia grossolana e massi. Non è possibile prevedere dove ci si possa imbattere nella realtà, poiché la loro disposizione è caotica.

Se si incontra un masso dopo due/tre metri di avanzamento, è meglio cambiare il sito del pozzo. Se sono stati perforati circa 15 – 20 m, allora è meglio penare, rilasciando a lungo e insistentemente lo scalpello sulla pietra.

Gli scalpelli vengono realizzati utilizzando macchine per forgiatura e pressatura da un unico pezzo grezzo metallico mediante forgiatura. Dovranno essere ordinati (+)

Durante la perforazione con tutti gli strumenti elencati, si aggiunge periodicamente acqua nel pozzo. Essa svolge la funzione di fluido di perforazione, lega temporaneamente i terreni sciolti, ammorbidisce le rocce argillose e raffredda l'utensile, proteggendolo dall'usura prematura.

Per la fabbricazione delle aste di perforazione sono ideali i tubi con marcatura VGP, il cui diametro interno varia nell'intervallo 33 – 48 mm. La lunghezza dell'asta deve essere scelta in base all'altezza della torre. In modo che, durante il sollevamento, nello spazio tra il blocco e la superficie del terreno entrino liberamente 2-3 sezioni.

La lunghezza tradizionale dell'asta è di 1,2 – 1,5 m, ma talvolta vengono realizzate anche da 5,0 m. Naturalmente, quando si assembla una colonna di perforazione con elementi lunghi, ci sono meno giunzioni. Di conseguenza, ci sono meno possibilità di rottura della catena dei tubi nel pozzo.

Tuttavia, estrarre aste lunghe dallo scavo è piuttosto difficile. Inoltre, bisogna ricordare che la sommità della colonna durante il sollevamento raggiunge quasi il blocco con il cavo che lo attraversa, mentre in fondo di solito sporge una parte del rivestimento dal pozzo.

Le aste vengono utilizzate per prolungare la colonna di perforazione, talvolta per appesantire l'utensile di perforazione. Tra di loro sono collegate con giunti o perni di bloccaggio.

Le aste vengono collegate con giunti filettati o «perni» metallici – tratti di barra realizzati rigorosamente secondo il diametro dei fori nelle aste destinate all'accoppiamento. Il segmento iniziale è dotato di un anello per il fissaggio della fune.

La parte inferiore di ogni segmento deve connettersi perfettamente con l'elemento successivo ed essere strutturalmente identica al dispositivo sulla sommità del cucchiaio o della coclea.

Opzione #2 – perforazione a percussione con fune

La perforazione rotativa oltre i 10 – 15 m diventa troppo pesante, poiché oltre all'utensile caricato, che ha un peso considerevole, dallo scavo bisogna estrarre la colonna di aste di perforazione. Inoltre, ogni volta durante il sollevamento, tutti questi metri devono essere costantemente smontati e poi rimontati per portare l'utensile al fondo.

Nella perforazione meccanizzata tutto è più semplice – la rotazione, il trasporto e l'estrazione dell'utensile sono effettuati dall'idraulica. Fare un lavoro simile a mano è inopportuno e troppo pesante.

Inoltre, durante l'esecuzione di movimenti rotativi senza l'uso di meccanismi, è facile deviare dalla verticale. E maggiore è la profondità, maggiore sarà l'inclinazione, che ostacola sia il trasporto della trivella al fondo, sia il montaggio del rivestimento, sia l'installazione successiva della pompa nel pozzo.

Nella perforazione manuale a tale profondità, è più ragionevole ricorrere alla tecnologia a percussione con fune. In linea di principio, essa è già stata esposta da noi nel quadro della descrizione del funzionamento della sonda a cucchiaio. Questo è lo stesso utensile standard per la perforazione a percussione.

Per la penetrazione in terreni argillosi si utilizza un bicchiere conico con bordo tagliente nella parte inferiore della scarpa. A differenza del cucchiaio, il bicchiere non ha valvola né finestra per l'estrazione del terreno.

Anche questo viene gettato sul fondo del pozzo con forza e viene estratto man mano che si riempie. All'impatto, nella sua cavità viene spinto del terreno argilloso, trattenuto solo dalle pareti e dalla propria capacità adesiva.

Si libera il bicchiere dal detrito picchiando con una mazza sulle sue pareti. Il terreno appiccicoso si stacca allora dalla superficie interna dell'utensile e cade fuori. Non sono necessarie aste per la perforazione con il bicchiere.

Significa che non è necessario smontare e rimontare continuamente la lunga «catena» di aste di perforazione. Tuttavia, una o due di esse possono essere utilizzate per un semplice appesantimento dell'utensile durante la discesa a grande profondità.

Il bicchiere – predecessore del tubo di perforazione a carotaggio. Strutturalmente ricorda un bailer, ma non è dotato di valvola sulla base.

Per effettuare colpi sulla roccia, all'utensile di perforazione viene fissato un cavo o una fune, motivo per cui il metodo di perforazione ha preso il nome di perforazione a percussione con fune. Per eseguire movimenti rotatori si utilizza una colonna di aste di perforazione che collega la trivella a un argano manuale o meccanico.

Per aumentare l'avanzamento nella perforazione rotatoria, l'utensile colpisce anch'esso il fondo, e per aumentare la forza di rottura, le scarpe delle trivelle vengono dotate di vari elementi taglienti.

È chiaro che durante la perforazione la trivella deve essere regolarmente calata sul fondo e, dopo il suo riempimento, estratta in superficie. Non dimentichi che all'aumentare della profondità, estrarre l'utensile con il terreno scavato diventerà sempre più difficile ad ogni passata. Per facilitare la perforazione con i metodi e gli strumenti descritti, aiuterà una torre di perforazione fatta in casa.

Per poter passare facilmente durante la perforazione dal metodo rotatorio a quello a percussione con fune, è meglio dotare l'impianto di perforazione sia di un argano che di un verricello.

La versione classica della torre di perforazione viene realizzata a forma di treppiede con un'altezza totale di circa 4,5 – 5,0 m. Nella parte superiore della torre viene installata una carrucola, attraverso la quale viene gettata una fune collegata all'utensile. Nella perforazione rotatoria, la torre serve per sollevare la colonna di perforazione, composta dall'utensile e dalle aste di perforazione.

Per la perforazione di un pozzo profondo 10 – 12 m si può fare a meno di un impianto di perforazione, ma il lavoro richiederà più sforzo muscolare. Quindi è meglio averlo comunque.

Se non si ha proprio voglia di occuparsi della sua costruzione, può andare bene un dispositivo a forma di due pali con una traversa e una leva gettata su di essa. Non è escluso che, basandosi sulle strutture proposte, Lei possa sviluppare un proprio dispositivo che faciliti il lavoro del perforatore.

Rivestimento del pozzo

Per il rivestimento del pozzo, la soluzione migliore sono i tubi d'acciaio. Quelli in polimero possono andare bene, ma in termini di resistenza durante l'affondamento nel terreno non sono molto validi. Inoltre, a spingere il rivestimento nel pozzo non sarà l'idraulica, ma la forza manuale, e i leggeri tubi di plastica non sono facili da affondare in uno scavo manuale.

Il rivestimento viene assemblato da giunti singoli, lunghi circa 2 m ciascuno. Si possono usare anche più lunghi, ma saranno scomodi da installare nel pozzo durante la perforazione. Pertanto, anche se ci saranno molte giunzioni nella colonna di rivestimento, è meglio usare una misura adatta al lavoro.

Il primo giunto viene installato dopo due o tre passaggi. Quindi viene gradualmente pressato, posizionando sopra un blocco per applicare la propria forza e peso. Nella perforazione rotativa, l'affondamento del rivestimento viene eseguito subito dopo l'estrazione dell'attrezzo con il terreno.

L'uso del metodo a percussione e cavo in terreni sciolti richiede di affondare il rivestimento con un certo anticipo rispetto all'utensile, altrimenti la trivella scaverà all'infinito lo strato senza avanzare verso il basso.

L'installazione del rivestimento viene eseguita contemporaneamente alla perforazione dello scavo. I tubi sono collegati mediante filettatura o saldatura. Il rivestimento viene fissato con un morsetto durante i lavori.

Si collegano i giunti del rivestimento con saldatura o giunti filettati, ma è meglio scegliere fin dall'inizio tubi filettati. Con l'affondamento, è più facile e comodo avvitarli che saldare e controllare continuamente la saldatura per difetti.

La perforazione continua fino a quando non si attraversa la falda acquifera e si penetra nel sottostante strato impermeabile per almeno 0,5 m. Dopodiché, la colonna di tubi di rivestimento viene leggermente “tirata” in superficie per uscire dallo strato impermeabile. Quindi si esegue il pompaggio del pozzo per eliminare la roccia frantumata durante la perforazione.

Al termine del lavaggio, all'interno del pozzo rivestito viene installata un'altra colonna di tubi con un filtro per pozzo, che proteggerà l'acqua dalle contaminazioni e la pompa. Ora è possibile installare la pompa, il cui tipo viene scelto in base alla profondità della falda acquifera.

La fase finale dell'organizzazione di una propria fonte d'acqua è la realizzazione del suo imbocco. A questo scopo, si costruisce un pozzetto o si installa una testa di pozzo acquistata in negozio.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video #1. Dimostrazione di un impianto di perforazione autocostruito:

Video #2. Test di una macchina autocostruita per la perforazione a coclea:

Video #3. Principio dell'idroperforazione basata sullo scavo di un pozzo con coclea:

I metodi di perforazione manuale da noi presentati aiuteranno nella difficile ma utile impresa di sviluppare una propria fonte d'acqua nel terreno della casa di campagna.

Si invitano gli interessati a condividere la propria esperienza nella perforazione di pozzi lasciando commenti nel blocco sottostante. Faccia domande, racconti i dettagli utili nell'opera di scavo e sistemazione delle opere di captazione, inserisca foto. A noi interessa la sua opinione sulle informazioni presentate.