IDROC. IN ITALIA

 

 

 

 

IDROCARBURI IN ITALIA

DR. UMBERTO GIONGRANDI

GEOLOGO

 

TRA LE FALDE CON CAUTELA

La ricerca di idrocarburi nella terraferma italiana coinvolge una attività industriale quantitativamente non irrilevante, ma anche qualitativamente impegnativa, perché svolta in presenza di situazioni ambientali e idrogeologiche spesso molto delicate. Gli accorgimenti messi in atto per salvaguardare le falde acquifere.

La quasi totalità delle perforazioni per la prospezione e lo sfruttamento di idrocarburi sulla terraferma italiana è stata effettuata dall’AGIP, che in quaranta anni ha ormai ultimato circa 2800 pozzi. Senza che si siano mai verificati significativi casi d'inquinamento delle falde.

I consumi energetici italiani ammonteranno ad oltre 166 Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio). Il che vuol dire che  in Italia si utilizzerà energia in tutte le sue forme (idroelettrica, termoelettrica, geotermica, bruciando carbone, gas, petrolio...) e per i più vari usi (illuminazione, riscaldamento, produzione di elettricità, usi industriali, trasporti...) in quantità che, da un punto di vista energetico, equivarrà alla combustione di 166 milioni di tonnellate di petrolio.

 

Di questa cifra, che comprende l'insieme di tutti i consumi energetici italiani, poco più dell'80% è costituita dagli idrocarburi, cioè dal gas (41,5 Mtep, pari al 25 per cento di tutti i consumi) o dal petrolio nei suoi vari sottoprodotti (91,7 Mtep, pari al 55 per cento di tutti i consumi).

Gli idrocarburi, sotto forma di petrolio e di gas naturale, rappresentano pertanto la fonte energetica di gran lunga più importante per il nostro Paese e che resterà certamente tale per ancora vari decenni. Com'è noto, però, la produzione nazionale di idrocarburi è piuttosto limitata: nel 1992 è stata di 18,4 Mtep, di cui 14,1 di gas e solo 4,3 di petrolio.

La limitata produzione nazionale è dovuta alla natura particolarmente "capricciosa" del sottosuolo italiano, che consente solo accumuli di idrocarburi di modeste dimensioni. Tuttavia la vulnerabilità del nostro Paese dalle importazioni di petrolio implica rischi tali da rendere indispensabile qualunque sforzo per sfruttare al massimo ogni possibile giacimento economicamente valido, anche il più piccolo. Perciò, malgrado i limiti geologici del nostro sottosuolo, l'esplorazione petrolifera si è mantenuta negli ultimi decenni in Italia su ritmi intensi, grazie all'impegno sia di varie Compagnie che operano come titolari o contitolari di permessi di ricerca e di coltivazione mineraria, sia, soprattutto, dell'azienda di Stato, l'AGIP.

 

I risultati, peraltro, sono anche stati brillanti in rapporto alle caratteristiche geominerarie del sottosuolo di cui si è detto: sono infatti stati scoperti (in terra e in mare) oltre 280 giacimenti economicamente sfruttabili e già entrati in produzione (quasi tutti a gas). Questi risultati sono stati raggiunti mediante l'esecuzione di quasi 4000 pozzi, la cui profondità media è superiore ai 2.500 metri. La stragrande maggioranza delle perforazioni è stata effettuata dall'AGIP, che, a fine 1992, cioè in quaranta anni di attività, ha ultimato 1023 pozzi in mare e ben 2761 pozzi sulla terraferma.

Si tratta di una attività industriale quantitativamente e qualitativamente non indifferente, soprattutto perché è stata (e viene) svolta in un Paese fortemente urbanizzato, con importanti esigenze paesaggistiche e monumentali da salvaguardare e in presenza di situazioni ambientali e idrogeologiche spesso molto delicate e comunque sempre da rispettare.

Vediamo dunque in dettaglio le principali problematiche ambientali con cui la prospezione e lo sfruttamento di giacimenti di petrolio (che è il caso più critico, il gas presenta minori problemi) in terraferma deve confrontarsi e quali misure cautelari sono predisposte per la salvaguardia dell'ambiente in generale e delle falde acquifere in particolare.

E diciamo subito che le preoccupazioni che spesso manifestano le amministrazioni locali di fronte alla prospettiva di un pozzo di ricerca o di sfruttamento di idrocarburi nel proprio territorio - preoccupazioni per lo più legate al timore di inquinamenti di sorgenti o di falde sotterranee e, in misura minore, all'impatto sul paesaggio - sono quasi sempre immotivate, poiché dietro ogni progetto di sfruttamento di idrocarburi vi è ormai una capacità progettuale e operativa largamente consolidate. Non a caso per tutti i pozzi realizzati dall'AGIP in Italia (cui vanno aggiunti altri 1980 pozzi perforati all'estero) non è mai stato registrato un solo caso di inquinamento di falda in terraferma o di significativo sversamento di olio in mare.

Del resto alle attività di sfruttamento degli idrocarburi, che sono legate in modo inscindibile ai luoghi di ritrovamento delle risorse, possono essere imposti solo molto limitati cambiamenti di localizzazione, ed è quindi preminente interesse dell'operatore industriale far tesoro di tutte le esperienze di protezione ambientale per non creare negativi contrasti con le popolazioni locali.

 

 L'attività di prospezione petrolifera e l'ambiente

Ogni industria è per legge tenuta al rispetto di normative che si prefiggono di conseguire determinati standard ambientali; innanzi tutto, però, si deve capire a fondo l'ambiente che si vuole salvaguardare per poter operare in modo ottimale.  

Le attività di ricerca di idrocarburi possono essere svolte nelle situazioni territoriali più diverse ed eterogenee, per cui ogni nuovo progetto e infrastruttura necessita di uno specifico approfondimento conoscitivo del contesto ambientale.

Approfondimento che concerne l'analisi geologico-tecnica del sito e lo studio delle caratteristiche delle rocce attraversate dal pozzo e dei fluidi in esse contenute. Ma non solo: esistono zone abitate e a quale distanza sono? Come si deve orientare l'impianto di perforazione per minimizzare l'impatto sonoro? Qual è la direzione prevalente dei venti rispetto ad una "fiaccola" che viene accesa nel caso di referimento di idrocarburi? Qual è l'impatto visivo del complesso? Queste sono solo alcune delle considerazioni che l'operatore industriale si pone per cercare di eliminare o attenuare il "disturbo" che un cantiere di perforazione può creare. E ciò anche se il pozzo perforato si dimostrerà poi non produttivo, e si risolverà quindi in un cantiere con una torre di perforazione che insisterà su quel determinato sito per 8-12 mesi al massimo.

 

In ogni caso, quando si trovano ad operare in aree ad alta sensibilità ambientale, gli operatori industriali (nel caso dell'Italia, di fatto, l'AGIP) attivano un insieme di indagini finalizzate alla valutazione del grado di sensibilità di quell'ambiente rapportato ai connotati della propria attività. Sono quindi nate sul campo strategie differenziate per i diversi ambienti, da quelli più o meno incontaminati a quelli fortemente antropizzati, da quelli di pianura a quelli di collina, da quelli secchi a quelli saturi d'acqua.

Comuni a tutte le strategie sono però alcune azioni tipiche che possono essere così sintetizzate:

- porre in risalto e caratterizzare le "Risorse" dell'ecosistema in cui si opera, predisponendo serie di raccomandazioni per la loro protezione;

- applicare tutte le tecnologie necessarie a rendere praticabili le raccomandazioni di cui sopra;

- essere comunque pronti, se necessario, a mettere in atto accorgimenti specifici contro inquinamenti accidentali (i cosiddetti piani d'emergenza).

A partire da queste esigenze di fondo si devono poi valutare i vari criteri di importanza. Uno dei criteri preminenti per il paesaggio, ad esempio, e quello di non sacrificare la vegetazione d'alto fusto. Può così capitare di vedere torri di perforazione che interrompano bruscamente la linea d'orizzonte e che siano palesemente estranee al paesaggio circostante.

 Se però quello stesso cantiere fosse ubicato in una radura creata artificiosamente in un bosco, certo l'impatto visuale della torre, "annegata" nel verde, sarebbe minore, ma sarebbe anche molto maggiore il costo che si pagherebbe come impatto ambientale complessivo. Tanto più che, come si è già detto, se poi il pozzo non risultasse produttivo il traliccio metallico della torre di perforazione verrebbe smontato per essere trasportato in altra località cantieristica. Se invece si passasse alla fase di sfruttamento, al posto dell'impianto di perforazione verrebbero installati  impianti e strutture tubolari permanenti, dalle dimensioni ridotte poste all'altezza del suolo.

  

Il cantiere di perforazione

Un impianto di perforazione per un obiettivo medio-profondo (giacimento da 3000 a 5000 metri) ha necessità di un cantiere che si sviluppa su una superficie media di 10.000 metri quadrati, cui devono aggiungersi aree di supporto per altri 8.000 metri quadrati circa.

L'intervento ambientale sull'area del cantiere è relativa alla predisposizione di un piazzale in terra battuta e inghiaiata di forma rettangolare. Sul piazzale, oltre all'impianto di perforazione (che, lo ricordiamo è costituito da un traliccio metallico assemblato sul posto) sono installati gruppi elettrogeni, silos di stoccaggio, vasche per il confezionamento dei fluidi di perforazione, un parco tubi, attrezzature varie, officine, uffici e alloggi in strutture prefabbricate mobili. Vengono inoltre realizzati alcuni manufatti in cemento armato (basamenti d'appoggio) interrati. Adiacenti al piazzale, e anche non al suo stesso livello o non necessariamente in piano, vengono poi realizzati bacini (sia in rilevato sia in scavo) per la raccolta dei fluidi di perforazione esausti.

L'attività del cantiere dipende dal tempo impiegato per la perforazione a raggiungere l'obiettivo minerario o dalle conseguenti operazioni di completamento del pozzo: varia di solito dagli 8 ai 12 mesi. Indipendentemente dall'esito minerario della trivellazione, il cantiere viene successivamente smobilitato.

 

L'impatto ambientale di un cantiere di perforazione è dunque di tipo provvisorio, e pertanto reversibile al termine dell'attività del cantiere stesso. Anche i lavori di ingegneria civile, che possono avere maggiore o minore rilevanza a seconda dell'orografia del territorio e della sua tipologia ambientale, hanno quasi sempre un impatto irrilevante in relazione alla possibilità di ripristinare quasi totalmente, al termine dei lavori, la situazione preesistente.

In un cantiere ben gestito, le uniche attività che possono comportare qualche problema dal punto di vista ambientale sono, in particolare, quelle relative alla perforazione e alla produzione. Si tratta di attività che necessitano di particolari cautele nel caso si operi in aree ideologicamente vulnerabili e ad elevato pregio ambientale; una situazione, questa, che è quasi la regola in Italia.

  

La protezione delle falde acquifere

Nell'industria petrolifera la perforazione viene affettata esclusivamente con il metodo a rotazione, che utilizza uno scalpello rotante, mosso tramite una batteria di aste entro le quali viene fatto circolare, nel pozzo, un fluido (o "fango") di perforazione, come avviene per le perforazioni dei pozzi idrici.

Man mano che la perforazione procede, il foro viene rivestito con tubazioni metalliche cementate alla roccia, che garantiscono la stabilità e la sicurezza del sondaggio, oltre che il suo isolamento rispetto ai fluidi presenti negli strati attraversati.

I fluidi di perforazione, della cui gestione sono specificatamente incaricati tecnici ed operatori, devono assolvere contemporaneamente varie funzioni, che sono:

- raffreddamento e lubrificazione dello scalpello;

- trasporto in superficie dei detriti dal fondo del pozzo, sfruttando le proprie caratteristiche fisiche, in particolare la densità e la viscosità;

- contenimento dei fluidi (gas o liquidi) presenti nelle formazioni attraversate, ad opera della pressione esercitata dalla stessa colonna di fango;

- infine, consolidamento della parete perforata del pozzo e riduzione delle tenute di acqua mediante la formazione di una pellicola di protezione aderente alla parete stessa.

I fanghi sono normalmente costituiti da una soluzione acquosa e da una fase colloidale argillosa in essa dispersa. Quest'ultima ha il compito di impartire al fluido le caratteristiche fisiche più adatte per svolgere le funzioni precedentemente descritte: ciò si ottiene con speciali argille, che danno al fango la viscosità sufficiente a mantenere in sospensione i materiali di appesantimento e i detriti, nonché il potere di lubrificare gli organi in movimento (scalpello e batteria di perforazione); inoltre consentono la formazione della pellicola di protezione sulla parete del foro.

In casi piuttosto rari la fase liquida è costituita, anziché da acqua, da una emulsione di acqua in olio; si realizzano così i cosiddetti fanghi a base oleosa, il cui impiego diviene opportuno e talvolta necessario nell'attraversamento di determinate formazioni (ad esempio argille rigonfianti) che potrebbero comportare specifici problemi tecnici.

Ora, è frequente il caso che la perforazione di un pozzo venga condotta in aree ove la circolazione idrica sotterranea assume rilevanza qualitativa e quantitativa ovvero in condizioni che il più delle volte individuano situazioni di vulnerabilità. È il caso, ad esempio, delle perforazioni nell'alta pianura veneta, nella pianura padana, in Appennino, nell'altopiano degli Iblei eccetera.

La condizione di vulnerabilità di un acquifero è in genere direttamente proporzionale alla sua permeabilità. Se esso è dotato di elevata permeabilità il fluido utilizzato per la perforazione ha la possibilità di migrare entro l'acquifero.

In altri termini se l'argilla del fluido di perforazione non impregna saturando completamente la porosità della parete del foro lungo il tratto di attraversamento di un acquifero, si può verificare l'ingressione di acqua di falda nel foro o il contrario. Dal momento però che, di norma, il carico idrostatico del fluido del foro è maggiore di quello della falda, nel caso suddetto si avrebbe la perdita di una certa quantità di fluido di perforazione nell'acquifero durante il periodo in cui il foro stesso rimane scoperto, cioè non rivestito dal tubaggio.

È tuttavia opportuno sottolineare che i fluidi di perforazione non contengono elementi tossici o nocivi, e comunque la possibilità di migrazioni del fluido di perforazione in falda è limitata ad acquiferi ad elevata permeabilità.

In questi casi, peraltro, si utilizzano particolari accorgimenti di salvaguardia. Ad esempio, nel caso si preveda di attraversare acquiferi vulnerabili a profondità modeste (intorno ai 50 metri) un'operazione semplice e affidabile è data dalla preventiva infissione in profondità, con il sistema del battipalo, del primo tubaggio del pozzo; quindi si procede alla successiva fase di perforazione a rotazione entro il tubaggio stesso, permettendo così il totale isolamento dell'acquifero presente.

Se invece le falde da tutelare sono poste a profondità non raggiungibili con il sistema sopra descritto, si può procedere alla normale perforazione del foro a rotazione avvalendosi però di speciali fluidi particolarmente innocui: acqua viscosizzata, schiuma o semplice acqua potabile. In questo caso, una volta raggiunta la profondità richiesta, il foro verrà normalmente tubato mediante il calo della colonna di rivestimento che verrà cementata. Tale operazione, ad esempio, è stata condotta con successo dall'AGIP, nel 1983, nel cantiere di perforazione per fluidi geotermici denominato Vicenza 1, ubicato a nord dell'area urbana di Vicenza; il foro, della profondità di 2150 metri, venne realizzato (e in seguito regolarmente attivato) nei pressi di un gruppo di pozzi d'acqua potabile della AIM (Aziende Industriali Municipalizzate), e in particolare a circa 100 metri da un pozzo della portata di 90 litri d'acqua potabile/secondo.

Un ulteriore metodo, utilizzato per proteggere un acquifero freatico ad elevata permeabilità, è poi stato adottato dall'AGIP nel cantiere di perforazione di Trecate 1, all'interno del Parco del Ticino. In tal caso era da evitare l'azione del battipalo, e delle conseguenti vibrazioni, per la vicinanza di vetusti manufatti d'interesse archeologico-industriale, la cui stabilità avrebbe potuto risentirne; né era possibile replicare la tecnica utilizzata nel pozzo di Vicenza 1 perché, a causa della natura litologica del terreno, vi era il probabile rischio del franamento continuo del foro.

 

 I problemi sono stati perciò superati grazie ad una complessa applicazione della metodologia delle iniezioni consolidanti nel terreno, tramite la quale si è formato un diaframma semi-impermeabile preventivo tra il foro del pozzo e l'acquifero circostante; il foro è quindi stato regolarmente tubato e cementato per la sua intera lunghezza e si è po proceduto con la normale perforazione fino all'obiettivo.

Lo smaltimento dei fluidi e dei prodotti di rifiuto

Per ogni tipologia di rifiuto o effluente prodotto nel corso dei lavori di prospezione (fluidi di perforazione esausti, detriti, acque di cantiere usate, rifiuti di tipo civile...) viene predisposta una opportuna struttura di contenimento. Si cerca oltretutto di mantenere costante, entro limiti prefissati, la qualità dei vari rifiuti, garantendo in tal modo non solo l'applicabilità di specifiche e collaudate metodologie di smaltimento, ma consentendone anche, per alcune tipologie, la riutilizzazione in sonda, con vantaggi relativi sia al risparmio di risorse naturali, sia al minor impatto sull'ambiente.

I rifiuti vengono inoltre periodicamente sottoposti ad opportuni trattamenti finalizzati al raggiungimento delle specifiche necessarie al loro smaltimento finale.

 

In particolare:

1) i fluidi di perforazione sono soggetti ad un processo di disidratazione meccanica, mediante centrifughe o filtropresse in grado di ridurre il contenuto dell'umidità a meno del 55 per cento in peso; il disidratato viene poi inviato a smaltimento presso farmaci autorizzate come materia prima per mattoni. Le acque estratte sono invece depurate a norma di legge e regolarmente scaricate, previa autorizzazione dell'autorità competente;

2) i detriti di perforazione sono consolidati in continuo mediante addizione di cemento idraulico e avviati a smaltimento in discarica;

3) le acque di cantiere usate sono, nei limiti del possibile, riutilizzate per la perforazione, quindi depurate e smaltite insieme alle acque estratte dalle operazioni di disidratazione;

4) i fluidi di intervento più inquinanti (a base acida e/o oleosa), raccolti in un bacino impermeabilizzato, sono avviati allo smaltimento presso Società munite di specifica autorizzazione;

-         i rifiuti di origine civile, infine, sono smaltiti presso le discariche comunali per rifiuti urbani.

 

         Corretta coesistenza tra industria e ambiente

Tutte le metodologia descritte, pur onerose sia sotto l'aspetto gestionale che economico, e nonostante i limiti strutturati ed operativi di impianti concepiti essenzialmente come itineranti, consentono di svolgere attività di prospezione mineraria non solo nel rispetto delle normative ambientali, ma riducendo significativamente l'impatto verso il territorio e l'ambiente, con particolare riguardo alla salvaguardia delle falde acquifere. La soluzione industriale del problema "conservazione dell'ambiente", del resto, non è casuale, ma frutto di studi preventivi finalizzati che, nel caso della prospezione petrolifera, vengono normalmente avviati nella zona della perforazione di un pozzo. In questo senso l'esperienza accumulata dall'industria petrolifera nazionale fornisce ampie garanzie di sicurezza, come del resto testimoniano le migliaia di pozzi perforati fino ad oggi senza incidenti significativi per l'ambiente. Almeno in questo settore industriale, insomma, è ben possibile affermare che si è raggiunto l'obiettivo di una corretta coesistenza tra l'attività di prospezione e di perforazione e la salvaguardia ambientale, quest'ultima intesa nel modo più ampio, tale da comprendere anche quegli ambiti particolari di estrema tutela e sensibilità come le riserve naturali e i parchi.

L'impegno di risorse umane, le tecnologie e il know-how utilizzato dall'industria petrolifera consentono senz'altro di affermare, almeno per questo specifico settore, che si è riusciti a stabilire un valido presupposto affinché si possa continuare senza eccessivi intoppi nella ricerca e nella produzione energetica nel nostro Paese.