Il progetto di dragatura subacquea con esplosivi di un tratto del fiume Columbia River sensibile all'ambiente soddisfa gli stringenti limiti di sicurezza con l'apparecchiatura Genesis della HBM

Due appaltatori statunitensi – Contract Drilling & Blasting ed Aimone-Martin Associates – hanno usato l'apparecchiatura di acquisizione dati ad alta velocità Genesis GEN7t della HBM per monitorare con successo le esplosioni subacquee di un tratto lungo un miglio, sensibile all'ambiente, del fiume Columbia River vicino a St Helens in Oregon.

Gestito dal Corpo Genieri dell'Esercito degli Stati Uniti, il progetto da 52 milioni di US$ per aumentare la profondità di navigazione del fiume fu eccezionale perché era la prima volta che si sono impiegate apparecchiature di acquisizione dati e  sensori in tali condizioni estremamente difficili.

La corrente del Columbia River può raggiungere i 10 nodi (18,5 km/h) mentre i detriti nell'acqua aggrovigliano sovente i cavi di connessione e causano l'elevata usura ed interruzione dei sensori e dei loro collegamenti durante il periodo di brillamento dell'esplosivo.

Il fiume Columbia River vicino a St. Helens, Oregon (USA).

Descrizione del Progetto

Il fiume Columbia River beneficia di una ben consolidata industria del salmone che, negli ultimi anni, è stata oggetto di notevoli preoccupazioni ambientali. Ciò ha reso imperativo che ci fosse il minimo rischio per la vita acquatica durante ogni esplosione.

Per soddisfare questi requisiti, il Corpo Genieri dell'Esercito degli Stati Uniti responsabile del progetto, ha imposto una massima sovrapressione subacquea ammessa di 70 psi (4,83 bar) alla distanza di 140 ft (42,7 m) dal più vicino fornello di esplosione. Le operazioni di brillamento furono effettuate al di fuori della stagione dei salmoni al fine di limitare qualsiasi danno ai pesci. 

Trivellazione ed esplosione controllate

Completato alla fine di Febbraio 2010, il progetto rimosse circa 500.000 yarde cubiche (380.000 m³) di basalto e sedimenti incrementando la profondità del fiume da 43 ft a 49 ft (da 13,1 m a 14,9 m) per consentire il transito delle moderne grandi navi di ultima generazione. La Contract Drilling & Blasting di Bayonne, New Jersey, con oltre 18 anni di esperienza nella trivellazione ed esplosione controllata in molti dei più importanti canali di navigazione e nei progetti di espansione dei porti in Nord America e nei Caraibi, era responsabile per la preparazione del letto roccioso del fiume.

La Aimone-Martin Associates, di Socorro, New Mexico, con oltre 35 anni di esperienza nel monitoraggio delle esplosioni e nella strumentazione di grandi costruzioni, miniere e progetti governativi, installo i sensori subacquei vicino al fondo del fiume per registrare le pressioni di scoppio.

Condizioni di prova estreme

Il contratto stabiliva che l'intero progetto dovesse terminare se il sistema di monitoraggio della pressione avesse cessato di operare. Ciò ha spinto il team a realizzare un sistema ridondante con numerosi sensori in continuo stato di funzionamento sebbene le condizioni operative fossero estreme e non favorevoli al tipo di strumentazione impiegato.

Per registrare la storia temporale della pressione subacquea con due diversi trasduttori di pressione fu usato il Genesis HighSpeed GEN7t. Per soddisfare le specifiche contrattuali, i due sensori furono posti sul fondo del fiume alla profondità di 10 ft (3,0 m) ed alla distanza di 140 ft e 300 ft (42,7 m e 91,4) da ciascun punto di esplosione.

Sistema Genesis HighSpeed a bordo durante la prova di esplosione subacquea.

Uso del Genesis HighSpeed

Fu scelto il Genesis GEN7t della HBM perché c'era la necessità di acquisire più canali simultaneamente alla cadenza di 1 MS/s. La capacità del Genesis GEN7t di acquisire continuamente e direttamente su disco anche a tali cadenze di campionamento, consente la rilevazione dei dati senza alcun trigger. Ciò significa che c'è solo pochissimo rischio di perdere qualsiasi delle esplosioni.

Un ulteriore vantaggio del Genesis GEN7t è la possibilità di visualizzazione in tempo reale, che si è rivelata molto utile durante le impostazioni di pre-esplosione e l'installazione dei sensori.

Sequenza Operativa

Le esplosioni ed il monitoraggio furono effettuati con tempi estremamente ristretti dal 1° Novembre 2009 al 28 Febbraio 2010, dalle ore 5 alle 20 di sei giorni su sette la settimana durante tutto il progetto.

Il processo di trivellazione comprendeva l'impiego di una chiatta con tre impianti di trivellazione per perforare una fila di fornelli di esplosione. Perforata una fila, la chiatta si spostava indietro di 10 - 12 ft (3,0 - 3,7 m) per trivellare un'ulteriore fila, fino a realizzare un modello rettangolare di fornelli pronti ad essere caricati con l'esplosivo.

L'apparecchiatura di acquisizione e monitoraggio dati Genesis GEN7t era montata su una barca di lavoro separata ancorata a monte del luogo di dragatura. La squadra di monitoraggio veniva richiamata due ore prime del tempo di esplosione per verificare lo stato della marea e delle correnti nel luogo di esplosione, controllare la sistemazione dei sensori e la qualità dei dati iniziali. Il flusso dei dati veniva avviato cinque minuti prima dell'avviso di pre-esplosione, con inizio della registrazione all'avviso di un minuto dall'evento. La registrazione veniva fermata dopo circa tre secondi dal completamento delle detonazioni.

Tutti i dati erano visualizzati in tempo reale ed analizzati immediatamente dopo l'esplosione, con le pressioni di picco trasmesse alla chiatta di trivellazione entro due minuti. Il rapporto completo veniva generato entro 15 minuti da ogni esplosione. Esso veniva caricato su un sito FTP accessibile a tutti i partecipanti.

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