Test di pompaggio
Le prove di emungimento o test di pompaggio (dette anche prove di portata) sono uno strumento utile per poter valutare le caratteristiche idrogeologiche di un acquifero o poter valutare l’influenza di particolari condizioni circostanti.
In sintesi, i test di pompaggio vengono effettuati mediante l’utilizzo di una o più pompe all’interno di uno o più pozzi o piezometri, in modo da causare un abbassamento del carico idraulico e successivamente misurare la risposta dell’acquifero nel tempo (con misura diretta o mediante un datalogger). Ci sono diversi approcci per effettuare questo tipo di test: emungimento a portata costante, variabile (slug test) o nulla.
Misurando la variazione del carico idraulico (sia in fase di emungimento che di risalita) in funzione del tempo, è possibile stabilire le caratteristiche dell’acquifero.
Misurando la variazione del carico idraulico (sia in fase di emungimento che di risalita) in funzione del tempo, è possibile stabilire le caratteristiche dell’acquifero.
Prove di emungimento
È diventato di uso comune utilizzare un trasduttore di pressione, unito ad un datalogger per monitorare e registrare le variazioni di livello durante le prove di portata, questo tipo di strumentazione, evita di dover effettuare una serie di misurazioni manuali (solitamente con un freatimetro), metodologia che oltre essere soggetta ad errori umani diventa scomoda e laboriosa soprattutto quando si tratta di monitorare una matrice di pozzi.
Con strumenti come i datalogger di livello Solinst Levelogger, AquaVent o LeveVent, la raccolta dati è completamente automatizzata, aumentando l'accuratezza dei test di pompaggio oltre che la produttività. Con i Levelogger è possibile effettuate registrazioni a partire da intervalli di 1/8 di secondo, fornendo quindi dati con una risoluzione elevatissima, inoltre la possibilità di programmare gli intervalli di registrazione in funzione della fase di pompaggio (esempio intensificando le registrazioni durante la fase iniziale del test e rallentandole nelle fasi successive) consente di facilitare notevolmente l’esecuzione delle prove e la restituzione dei dati.
Esiste una letteratura molto vasta su come vanno condotti i test di pompaggio, gli slug test, ecc. che non vogliamo riprendere in questa sede, ma ci sono alcuni punti che vogliamo considerare prima di utilizzare i datalogger, al fine di ottenere i migliori risultati possibili.
Selezione dello strumento più appropriato
Pressione assoluta o relativa?
Una prima distinzione va fatta relativamente alla metodologia di rilevazione della pressione: la lettura viene effettuata mediante un trasduttore di pressione, che può essere di tipo assoluto o a tubo aperto (Ventilato o “Vented”). Un trasduttore di pressione assoluta, registra la pressione complessiva, ossia la pressione della colonna d’acqua e dell’atmosfera soprastante, un trasduttore di tipo “Vented” invece misura la pressione data dalla sola colonna d’acqua.
I Levelogger Solinst sono dei datalogger di livello che utilizzano un trasduttore di pressione assoluta, mentre l’AquaVent e il LeveVent sono datalogger a tubo aperto (Vented). Un Levelogger necessita di compensare la pressione assoluta registrata con un Barologger che rilevi la variazione della pressione atmosferica nel tempo, in modo da poter compensare le letture di livello dell’acqua dall’effetto della pressione atmosferica. I datalogger a tubo aperto come il Solinst AquaVent e LeveVent invece, grazie ad un piccolo tubicino che mette in comunicazione il trasduttore con l’atmosfera in superficie, compensano automaticamente le variazioni della pressione barometrica.
Fondo Scala
Entrambe le versioni di datalogger di livello utilizzano un sensore di pressione in Hastelloy. Il Levelogger Edge è disponibile in 6 range di pressione diverse (Fondo Scala) mentre l’AquaVent e il LevelVent sono disponibili in 3 range di pressione.
Il fondo scala, chiamato anche range di pressione o sommergibilità massima, rappresenta appunto la profondità massima a cui il datalogger può essere sommerso (riferito solo alla colonna d’acqua sopra il datalogger, non alla profondità totale).
Quando si sceglie un datalogger, il Fondo Scala è una delle caratteristiche principali da tenere in considerazione, durante i test di pompaggio, il datalogger deve rimanere sommerso per l’intero periodo (pur rimanendo dentro le specifiche definite dal Fondo Scala), diventa fondamentale installare il datalogger al di sotto del livello minimo dell’acqua che si prevede di raggiungere (detto abbassamento o drawdown massimo).
Nota, se esiste l’interesse di monitorare assieme alle variazioni di livello anche la qualità dell’acqua o l’intrusione salina nei pozzi di pompaggio o di osservazione, Solinst mette a disposizione il datalogger LTC Levelogger Edge, che oltre a livello e temperatura registra anche la conducibilità dell’acqua. Il dato della conducibilità è un indicatore molto importante per la qualità dell’acqua e per definirne la salinità.
Determinazione dell’accuratezza dei dati di livello dell'acqua
Quando si va a scegliere il datalogger ideale da utilizzare per le misure di livello, diventa importante identificare l’accuratezza necessaria dello strumento, solitamente la precisione viene definita in valore percentuale al fondo scala (FS) quindi mantenendo fissa la percentuale, minore sarà il range di pressione (FS o sommergibilità massima) maggiore sarà la precisione. Per esempio un Levelogger Edge M5 (5 m) o un AquaVent M5 o un LevelVent M5 hanno una precisione del ± 0,05% FS e una precisione assoluta di ± 0,3 cm, mentre un Levelogger Edge M30 (30 m), a parità di accuratezza, ha una precisione assoluta di ± 1,5 cm.
Con i dataloggers dotati di trasduttori di pressione assoluta (Leveloggers) è sempre opportuno monitorare anche la pressione barometrica mediante un sensore separato (come il Solinst Barologger) anche in applicazioni poco profonde.
In generale è consigliabile utilizzare un datalogger con trasduttore di pressione a tubo aperto (es. AquaVent e LevelVent) in applicazioni superficiali o poco profonde, più si scende o maggiore è la fluttuazione (e quindi il fondo scala necessario) più diventa raccomandabile l’utilizzo di un datalogger con trasduttore di pressione assoluto (un Levelogger). I datalogger con trasduttori di pressione a tubo aperto (es AquaVent o LevelVent) hanno risposte più lente alle piccole variazioni di pressione quando immersi a profondità elevate.
I Levelogger Solinst sono dei datalogger di livello che utilizzano un trasduttore di pressione assoluta, mentre l’AquaVent e il LeveVent sono datalogger a tubo aperto (Vented). Un Levelogger necessita di compensare la pressione assoluta registrata con un Barologger che rilevi la variazione della pressione atmosferica nel tempo, in modo da poter compensare le letture di livello dell’acqua dall’effetto della pressione atmosferica. I datalogger a tubo aperto come il Solinst AquaVent e LeveVent invece, grazie ad un piccolo tubicino che mette in comunicazione il trasduttore con l’atmosfera in superficie, compensano automaticamente le variazioni della pressione barometrica.
Le diverse modalità di test sono schematizzate di seguito:
1)Test di pompaggio a portata costante:
2)Test di pompaggio a portata nulla:
3)Test di pompaggio a portata variabile:
Preparazione del Test di Pompaggio
Al fine di determinare il modello concettuale di acquifero che va ad approssimare al meglio la condizione reale del sottosuolo, diventa fondamentale poter stabilire una frequenza di misurazione che consenta una semplice elaborazione dei dati. I datalogger Solinst hanno la possibilità di programmare la frequenza di campionamento in funzione delle specifiche esigenze di monitoraggio, le modalità sono tre: 1) Lineare, 2) Basata sugli Eventi, 3) Programmata. Per l’utilizzo durante i test di pompaggio, la modalità programmata diventa molto utile perché consente di schedulare le letture in modo da poter ricostruire un grafico logaritmico delle stesse.
Il modo migliore per esprimere in modalità grafica la relazione tra abbassamento e tempo ed arrivare quindi a definire la tipologia idraulica dell’acquifero, è quella di esprimere entrambi in scala logaritmica.
Il modo migliore per esprimere in modalità grafica la relazione tra abbassamento e tempo ed arrivare quindi a definire la tipologia idraulica dell’acquifero, è quella di esprimere entrambi in scala logaritmica.
Mediante il software Solinst Levelogger è possibile stabilire in maniera molto semplice la programmazione degli intervalli di campionamento durante le varie fasi di pompaggio e risalita dell’acquifero.
Con il software Solinst Levelogger è possibile schedulare in maniera facile gli intervalli di misurazione, per esempio una frequenza ravvicinata durante la fase di pompaggio e più dilatata nella fase di ricarico.
Monitoraggio in tempo reale:
Può essere utile durante i test di pompaggio, effettuare un monitoraggio in tempo reale, per fare questo è possibile collegare ai datalogger Solinst un cavo di lettura diretta, mediante il quale è possibile verificare livello e temperatura in qualsiasi momento.
Se viene utilizzato un Levelogger con un cavo di lettura diretta, si consiglia di installare il datalogger al di sopra della pompa in modo da minimizzare le interferenze date dal motore della pompa e dalle turbolenze da essa generate.
Se invece utilizziamo un datalogger a tubo aperto come i datalogger ventilati Solinst AquaVent o LeveVent, non ci sono problemi di interferenze perché il cavo ventilato ha una guaina di rivestimento che funge da schermatura, consentendo l’installazione dello strumento anche direttamente a lato della pompa.
Esecuzione del Test di pompaggio
Prima di iniziare il pompaggio è utile effettuare una misurazione manuale del livello dell’acqua (con data e ora) mediante un freatimetro come per esempio i freatimetri Solinst Mod. 101 o Solinst Mod. 102, questo per determinare il posizionamento del datalogger e verificarne il corretto funzionamento, queste misurazioni possono essere effettuate anche nel corso del test di pompaggio in modo da poter avere degli ulteriori punti di verifica in fase di analisi dei dati. Inoltre la lettura del livello iniziale dell’acqua è utilizzabile anche per regolare i valori di pressione registrati: nel software Solinst Levelogger è infatti disponibile anche una opzione per la "Regolazione manuale dei dati" che permette di effettuare qualsiasi tipo di correzione o integrazione.
Quando si utilizza un datalogger collegato ad un cavo di lettura diretta, indipendentemente dalle registrazioni impostate, è possibile effettuare delle letture in tempo reale, collegandosi con un PC mediante una porta USB o in maniera ancora più semplice, utilizzando un dispositivo come il Solinst App Interface che grazie al collegamento Bluetooth, permette di effettuare tutte le operazioni di lettura e gestione del datalogger direttamente da uno smartphone o un tablet senza dover interrompere la frequenza di registrazione in atto.
Credits: Solinst Canada Ltd.
I Datalogger di Livello Solinst:
3500 Aquavent - Trasduttore Ventilato
3250 LevelVent - Trasduttore Ventilato
3100 Levelogger Junior Edge - Trasduttore Assoluto
3100 Levelogger Edge - Trasduttore Assoluto
3100 LTC Levelogger Edge - Conducibilità
3100 Barologgerr Edge - Datalogger Barometrico
3002 Rainlogger Edge - Datalogger Pioggia
