Il piezometro
Cos’è il piezometro?
Il piezometro è uno strumento che consente di misurare il livello di falda e/o le pressioni interstiziali. Tale strumentazione viene installata nel foro di sondaggio eseguito a carotaggio continuo o a distruzione di nucleo.
Tipologie di piezometro
Esistono diverse tipologie di piezometro adottate in basse alla complessità idrogeologica presente nel sito di studio. Di seguito se ne riportano alcuni.
Piezometro a tubo aperto
In condizioni idrogeologiche semplici, caratterizzate da una sola falda libera, la scelta più idonea ed economica per la misura del livello di falda è il piezometro a tubo aperto (Fig.1A). Esso è costituito da una tubazione in PVC fessurata o microfessurata (Fig.1 B e C) nei tratti in falda ed installato all’interno del foro di sondaggio.
Particolare cura va adottata nell’immissione del ghiaietto siliceo calibrato nell’intercapedine tra la tubazione piezometrica ed il perforo. Generalmente, si consiglia di isolare i primi 2-3 metri superficiali immettendo bentonite nell’intercapedine in modo da evitare che l’acqua di ruscellamento raggiunga la falda.
In condizioni idrogeologiche più complesse, caratterizzate da falde in pressione o falde artesiane in contesti multifalda, è opportuno utilizzare i piezometri Casagrande o a Corda Vibrante (spiegati nei paragrafi seguenti) inserendo dei metodi di isolamento delle falde in pressione rispetto alle libere.
Impatto della permeabilità dei terreni sui tempi di ripristino delle condizioni idrogeologiche per la prima lettura
Ultimata la fase di installazione della tubazione piezometrica sarà necessario attendere un determinato periodo di tempo per l’esecuzione della prima lettura. Tale tempo dipende fortemente dalla permeabilità dei terreni, in quanto risulta necessario ripristinare le condizioni di equilibrio idrogeologico. In particolare, l’utilizzo di fluidi di circolazione, nella fase di perforazione, altera il livello statico della falda. Nel caso di terreni incoerenti o litotipi fratturati, la prima lettura può essere eseguita anche il giorno dopo l’ultimazione del sondaggio, mentre per i terreni coesivi (limi e argille) sarà necessario attendere almeno 7-10 giorni.
Figura 1 – Piezometro a tubo aperto con dettagli fotografici di tubi in PVC ciechi e microfessurati
La misura del livello d’acqua all’interno dei piezometri a tubo aperto viene comunemente effettuata mediante il freatimetro elettrico o mediante un trasduttore di pressione (Fig.2).
Figura 2 – A) Schema di utilizzo del freatimetro, B) strumentazione del freatimetro e chiusino di protezione della tubazione piezometrica.
Per quali terreni è adatto?
È adatto principalmente per terreni grossolani sabbioso-ghiaiosi
Piezometro di Casagrande
A differenza del piezometro a tubo aperto, quello di Casagrande consente di misurare anche le pressioni neutre.
Il principio di funzionamento si basa sulla variazione del volume di un recipiente (in questo caso il piezometro) a seguito dell’immersione in una falda acquifera. La pressione dell’acqua che agisce sul fondo del piezometro esercita una pressione sul pistone mobile causando una variazione del volume del piezometro stesso.
La pressione esercitata sul pistone mobile viene trasmessa a un trasduttore di pressione. Quest’ultimo, fornisce una lettura della pressione esercitata dall’acqua di falda, che può essere utilizzata per determinare la pressione dell’acqua in quel punto.
Inoltre, la variazione del volume del piezometro può essere utilizzata per determinare la portata degli acquiferi.
Figura 3 – Filtri Casagrande e sistema piezometrico (da Sisgeo srl mod.)
Lo strumento è composto da un tubo cilindrico (in acciaio o PVC) con un’estremità aperta e l’altra chiusa da un pistone mobile (Fig.3). Il tubo collega l’elemento poroso (alla base del piezometro) alla superficie del boccaforo (al piano campagna).
La lettura del livello piezometrico o della pressione può avvenire attraverso trasduttori di pressione o attraverso lettura con una sonda elettrica o freatimetro.
Per quali terreni è adatto?
È adatto principalmente per terreni coesivi (argille e limi).
Piezometro a Corda Vibrante
Un piezometro a corda vibrante è un tipo di strumento utilizzato per misurare la pressione dell’acqua interstiziale o del livello idrico in ambienti non più accessibili dopo la installazione.
Il dispositivo è composto da una corda vibrante (generalmente in acciaio o fibra di carbonio), una unità di controllo per far vibrare la corda, un sensore per rilevare la velocità di propagazione delle onde sonore e un sistema di registrazione per registrare dati (Fig.4).
Fig.4 – Piezometri a corda vibrante (vibrating wire piezometer, da Soil instruments)
La corda viene fatta passare all’interno in un foro di sondaggio e la pressione dell’acqua interstiziale viene determinata misurando le velocità di propagazione delle onde sonore lungo la corda. La velocità di propagazione delle onde sonore dipende dalla pressione dell’acqua sotterranea. Generalmente, data la robustezza e resistenza nel tempo, vengono impiegati per grandi opere come dighe, gallerie, ponti ecc.
Per quali terreni è adatto?
Può essere utilizzato in una varietà di terreni dai più grossolani ai più fini.
Conclusioni
Ogni tipo di piezometro ha i suoi pro e contro, vantaggi e svantaggi (come costi, installazione, adattabilità alle condizioni ambientali, manutenzione) e non esiste un unico tipo di piezometro che sia la soluzione perfetta per ogni situazione, quindi è importante scegliere quello più adatto alle specifiche esigenze del progetto.
