Le tecniche di abbattimento utilizzate nelle miniere di queste valli sono quelle tipiche di tutto il mondo minerario e sono ampiamente descritte nei manuali del settore. È utile capire quali erano le tecniche in auge nell'800 perché di qui si traggono spunti utili per capire come mai le gallerie venivano scavate proprio col le modalità e con le dimensioni che vediamo. Le tecniche danno anche qualche indicazione utile sull'età dello scavo e consentono di osservare come fossero diverse una volta le condizioni del lavoro rispetto a quelle che conosciamo oggi. Tutto questo ci aiuta a capire molto meglio cosa sono le strutture che vediamo durante le nostre gite superando la visione di “buchi” o “mucchi di sassi”.
Riporto sotto un capitolo di una manuale d'arte mineraria dell'epoca. L'ho lasciato tal quale perché mi pare simpatico leggere le cose esattamente come le leggevano i tecnici che in quegli anni si documentavano per eseguire il lavori. Chi lo sa... Magari, coloro che hanno scavato le gallerie della valle Germanasca in quegli anni hanno proprio letto queste righe...

Tratto da: Manuale di arte mineraria; ing. Zoppetti; Hopeli; 1881.

CAPITOLO III.

LAVORI D'ABBATTIMENTO.

Le rocce da abbattersi si distinguono in 5 classi per la facilità maggiore o minore del lavoro.
Come rocce della prima classe abbiamo i quarzi, le quarziti, i graniti quarziferi; della seconda i graniti e gneiss ordinarii, gli scisti porfìrici, i feldespati; della terza i calcari, arenarie e marne; della quarta le sabbie agglutinate, argille indurite, gessi, litantraci; della quinta le terre vegetali, lo alluvioni, ecc. Noi filoni si hanno ordinariamente materie della seconda classe. Nei banchi sogliono incontrarsi rocce di classe inferiore variabili dal 2 al 5. Gli ammassi presentano tutte le classi, dalla 1.^a alla 5.^a.
Le rocce del numero 5 sono le più facili ad abbattere. Si usa il piccone per disaggregarle e la pala per caricarle. Per quelle del num. 4 si ricorre all'picco, specie di martello di 2 chil. circa di peso, a lunga appendice tagliente, con manico in legname di Om,60-0m,70 di lunghezza. Con esso si fanno intagli profondi 0^m,50-0^m,80 che rendono libera la roccia da abbattersi su più faccio; la caduta di essa è poi provocata con cunei. Ordinariamente, pel lavoro in gallerie, l'abbattimento è fatto eseguendo un sotto scavo al basso, in senso orizzontale, traendo profitto, per es., di un letto o filo tenero che la roccia stessa può presentare, e poi praticando due tagli laterali, in senso verticale ai due lati della galleria. Così appunto si procede per abbattere il litantrace, la lignite, ecc.
Per le rocce del num. 3, 2, 1 si usavano anticamente le punte o scalpelli in acciaio, tenuti colla mano sinistra, mentre sono battuti col martello impugnato colla destra. La roccia era allora abbattuta in scheggie. Tale processo era lento e costoso.
Dopo la scoperta della polvere l'abbattimento delle rocce dure è ottenuto invece colle mine. Si praticano queste perforando la roccia con scalpello in acciaio del diametro di 25-50mm. S'impugna questo colla mano sinistra, mentre se ne batte la testa con martello di circa 2 chilogr. tenuto colla destra. Il foro, in genere, deve tendere al basso e deve praticarsi in posizione tale che la roccia presenti poi una linea di minore resistenza. Il foro è tenuto pieno d'acqua per raffreddare l'utensile, diluire i detriti ed impedire allo scalpello d'impastarsi con essi. Una rotella in paglia posta in alto impedisce all'acqua d'escire. Ad ogni colpo lo scalpello è girato d'alquanto per avere un foro ben calibrato. Di tanto in tanto i detriti sono levati con una specie di piccolo cucchiaio a lungo manico; la profondità varia fra 0^m,40-1^m,00. Ultimato il foro da mina si procede a pulirlo ed essicarlo, ricorrendo al cucchiaio ed a stracci che vi si comprimono e si levano inzuppati d'acqua. Per caricare una mina si introduce sul fondo del foro una cartuccia di polvere; questa ha d'ordinario un diametro che corrisponde a quello del foro, ed una lunghezza di circa un terzo di quella del foro; nella cartuccia s'infilza lateralmente e fino al suo centro un ago in bronzo o rame munito di un anello all'estremità opposta, che deve sempre esser fuori del foro. Si procede allora al riempimento del foro da mina, comprimendovi dapprima leggermente, ed usando un calcatoio in legno, dell'argilla con mattone pesto, od altra sostanza terrosa che formi una massa sufficientemente plastica da riempiere per bene tutto il vano. A misura che si comprime girasi d'alquanto l'ago onde non aderisca; alla fine levato l'ago, coll'aiuto dell'anello di cui è munito, nel vano lasciato s'introduce sino al fondo la miccia, costituita ordinariamente da un lilo di bambagia imbibita di soluzione gommosa di polvere, oppure altra miccia di corda, ora usitatissima, detta di sicurezza, o Bickford. Questa porta nel mezzo un filetto continuo di polvere finissima, e con essa è soppresso l'uso dell'ago, perché basta introdurre un suo estremo nella cartuccia e legarvelo alquanto. Il caricamento è allora fatto colla miccia stessa in sede, e non presenta pericolo. La miccia si fa poi sufficientemente lunga da dar tempo al minatore di ritirarsi dopo la sua accensione, ritenendo che questa miccia di sicurezza brucia colla velocità di 0^m,50 al minuto.
Devonsi proibire gli aghi in ferro od acciaio perché possono, in presenza del quarzo, produrre scintille per sfregamento, e quindi lo scoppio fortuito della mina pendente il caricamento. Così pure non è prudenza versare la polvere liberamente nel foro, ma è bene usare polvere già raccolta in cartuccie. Il calcatoio deve essere in legno; le prime porzioni d'argilla devonsi spingere prima leggermente contro la cartuccia onde l'aria, che può rimanervi compressa, non funzioni come nell'acciarino pneumatico. Nei casi di ritardo d'esplosione non devesi accorrere alla mina prima che trascorra un tempo sufficiente, mai minore di 10 minuti. È pericolosissimo scaricare una mina che non esplose, e ciò non devesi fare che colle più grandi cautele.
Si fecero numerosi tentativi per aumentare la efficacia della polvere e delle mine. In questi ultimi tempi si ottennero risultati favorevolissimi colla sostituzione della dinamite alla polvere e coll'impiego dell'elettricità per far esplodere simultaneamente più mine, aumentandone l'efficacia colla coesistenza di tensioni e sforzi sulla roccia [la dinamite è stata brevettata da Alfred Nobel nel 1867 n.d.r.].
La dinamite ed i numerosi suoi derivati, usati sotto nomi diversi di dinamite gomma, lithofrotore, fulminalina, dualina, ecc., constano essenzialmente di nitroglicerina. Questa sostanza di aspetto oleoso è ottenuta trattando la glicerina coll'acido nitrico, ed ha la proprietà di detonare quando, in seno ad essa od in prossimità, si determina un'esplosione di corpo fulminante. È instabile, e fa esplosione sotto urto violento. Le catastrofi segnalate per l'impiego di tale sostanza provarono che l'uso ne era pericolosissimo sopratutto nei trasporti. Si tolsero tali inconvenienti della nitroglicerina pura, usando la dinamite, che è una miscela di nitroglicerina con sostanze che l'assorbono e non la trasudano, come la farina fossile, il tripoli, la silice pulverulenta.
Si usa comunemente quest'ultima sostanza, denominata Kieselguhr, che pare essere una sabbia silicea proveniente da infusorii e che trattiene forti dosi di nitroglicerina per capillarità.
La dinamite di prima qualità contiene dal 70 al 73 % di nitroglicerina. In tale stato fisico la nitroglicerina della dinamite non presenta più i pericoli indicati. La dinamite è trasportatile, e, se non vi sono trasudamenti, è stabilissima, e senza pericoli; è sostanza molle, di color giallo miele e si usa sempre raccolta in cartuccie di carta resistente, presentando la forma di cilindri di 22mm di diametro circa, e lunghi 14-16 centimetri, del peso di circa 100 grammi. Queste cartuccie richiedono, per lo scoppio, l'uso di capsule fulminanti collegate con miccia. Ogni capsula deve contenere da 0,^gr.20-0,25 di fulminato di mercurio. La dinamite gela a circa + 8° ; allora non scoppia più colla capsula semplice, ma richiede capsule triple, contenenti cioè circa 1 gramma di fulminato. Per evitare ciò, i minatori sogliono tenere in inverno sul loro corpo alcune piccole cartuccie come esca onde non gelino.

Non male! Se vi capita di fare un viaggio con la macchina del tempo e incontrate antenati minatori evitate accuratamente di salutarli dando pacche sulle spalle!!!

Per farle sgelare si riscaldano a temperaturamoderata di 30-40° non più, all'aria libera, oppure a bagno-maria, ma non direttamente sul fuoco vivo, ricorrendo invece all'acqua riscaldata altrove. L'efficacia della dinamite è di circa sei volte quella della polvere. Per l'impiego di essa, dopo fatto il foro da mina, si introduce sul fondo una cartuccia avvolta interamente nella carta; sopra questa, se occorre, se ne pone un' altra per far la carica occorrente; sopra queste si pone infine una piccola cartuccia che serve di esca per produrre lo scoppio delle altre, non essendo necessario il contatto diretto delle masse, ma bastando la loro vicinanza. La cartuccia d'esca porta la capsula; questa riceve nel suo interno la miccia di corda tagliata ben netta, in modo che il suo filetto interno di polvere tocchi il fulminato della capsula. La capsula è compressa in alto contro alla miccia perché vi si mantenga aderente; allora si introduce la capsula nella cartuccia di esca facendola penetrare nella dinamite; si fissa la posizione della miccia attorcigliandovi la carta della cartuccia e legandovela con spago ; la cartuccia d'esca non si comprime mai. Sopra questa s'introduce, con precauzione, nel foro un riempimento di terra sciolta od argilla, ma senza batterla, essendo sufficiente la compressione colla mano.
Gli accidenti per l'uso della dinamite succedono pei seguenti motivi: 1.° Per cattiva qualità di dinamite che lascia trasudare la nitroglicerina; 2.° per lo sgelo delle cartuccie poste imprudentemente avanti a fuoco vivo; 3.° per imprudenza nel caricamento, usandosi, per es., calcatoi in ferro; 4.° per dimenticanza di una cartuccia che non si fece esplodere in un foro, quando per inavvertenza si riprende il lavoro nello stesso foro; 5.° per essersi eseguito un foro troppo vicino ad altro carico, che si è abbandonato, dopo che non si potè produrre l'esplosione. Il fioretto può colpire la dinamite che si è espansa nella fessura e produrre l'esplosione della intera carica, trattandosi di colpi fra corpi durissimi. In complesso però da attenti confronti è risultato che la dinamite da luogo ad accidenti minori che non la polvere. Gli avvantaggi presentati dall'uso di tale succedaneo alla polvere sono molti e considerevoli. La dinamite riduce il lavoro dell'operaio, perché bastano fori di 22-25mm di diametro, invece di 45-50mm come per la polvere e non occorre praticare dei fori obliquamente; di più non occorre un riempimento cosi accurato sopra la cartuccia; basta farlo in modo sommario. Inoltre la dinamite è usabile anche nell'acqua e scoppia ancora dopo 15' dall' immersione. Per la sua maggiore efficacia, in rapporto al suo prezzo, di circa L. 6,00 al chil., risulta una economia di costo di 20-40 per cento secondo i terreni in confronto colla polvere.
Per rimpiazzare le mine nei cantieri ove non possono usarsi le sostanze esplodenti si immaginarono cunei idraulici ed altri ordigni meccanici con cui produrre la rottura, ricorrendo specialmente all'acqua sotto pressione.

Per l'escavazione di una galleria di miniera in roccia il lavoro procede generalmente come segue. Le dimensioni regolari di una galleria sono di 2^m,00 d'altezza, per 2^m di larghezza, essendo escavato circolare il vólto di essa a partire da 1^m,00 dal suolo. Si calcola quindi una sezione di 3^mc,5 ed un vuoto di 3^mc.,5 per metro corrente. L'avanzamento, nel caso d'uso di polvere, presenta il profilo a b c d (fig. 32), non piano onde aver la roccia libera il più possibile, e questo profilo si va spostandolo parallelamente a sé stesso in a' b' c' d'. Se la galleria è ampia si suole attaccare la roccia in 2 punti, cioè nell'avanzamento a b e nello strozzo c d. Così si hanno 2 cantieri distinti ed il lavoro può procedere più rapido senza mutui incagli. È il sistema essenzialmente in uso pei grandi tunnel di ferrovie, per es., del Gottardo (fig. 33), in cui si aveva una galloria d'avanzamento 1 in alto, o poi lateralmente a questa o più in dietro si stabilivano i lavori 22 detti in calotta; di poi si eseguiva il vólto; allora al livello sottostante si praticava la cunetta 3, dall'alto al basso, per levare poi lateralmente la porzione di roccia 4 dello stross e procedere in fine alla murazione dei piedritti, canali, nicchie e corpo stradale. Se la roccia presenta fessure, letti, clivaggi, vi si fanno ivi dei sotto scavi, i quali faciliteranno poi l'azione delle mine.

Queste sono praticate coll'ordine indicato nella fig. 32, cioè dapprima in basso e molto inclinate, di poi più in alto e con minor inclinazione, e per ultimo al sommo. Usandosi invece la dinamite, la fronte di taglio è mantenuta affatto piana e verticale. Si fanno mine parallele all'asse, le quali saranno come gli assi di tanti imbuti conici, le cui basi unite occuperanno tutta la sezione, i fori si fanno profondi di 1/3 della larghezza della galleria, cioè circa 0^m,67. Usando cartuccie di 0^m,16 di lunghezza la roccia resterà rotta sino a 0^m,80 dalla fronte e si potrà allora con leve e picchi levare la parte fessurata ed ottenere una nuova fronte a 0^m,80 dalla prima.
In generale nell'abbattimento, sopra tutto di banchi, devesi badare ai piani o letti di stratificazione ed al clivaggio che presentano, cioè al senso con cui il banco può dividersi secondo piani perpendicolari a quelli di stratificazione. Quindi la fronte di taglio devo esser parallela al clivaggio principale; così si ha maggior proporzione di grosso, ciò che è molto importante nel caso di lignite e litantrace. Le gallerie principali sono scelte pure parallele al clivaggio.
Si vanno ora introducendo gli apparecchi moderni di abbattimento sopra vasta scala nei centri importanti di coltivazioni minerarie e nei lavori molteplici dell'arte dell'ingegneria. Si hanno 2 serie di apparecchi. Gli uni utilizzano meglio le forze dell'uomo e possono agire per rotazione o per percussione; costituiscono i così detti perforatori a mano, di cui numerosi tipi si vennero da poco introducendo. Accenniamo, come esempio, l'apparecchio rotativo Lisbet che agisce como succhiello e dà buoni risultati in rocce poco dure e non granose plastiche e fibrose che staccansi in pezzi, ed il perforatore Jordan, semplice, leggiero, di mite costo, e che da avanzamento di 4-6 centi-metri ad 1' in rocce dure. Nell'altra classe d'apparecchi si impiegono come motori le forze inanimate, ed esenzialmente l'acqua e l'aria sotto pressione. Si hanno allora i perforatori o scavatori meccanici; i primi praticano solo i fori da mina, i quali sono poi scaricati ed esplosi nel modo ordinario; i secondi fanno gli intagli per provocare l'abbattimento. La serie dei perforatori è numerosissima. Si apre col perforatore Someillier, che prima venne usato noi lavori del Cenisio, per giungere al tipo più perfetto dal lato pratico, tenuto conto di tutti gli elementi, quale è quello del perforatore Ferroux ultimo modello, che così favorevolmente venne impiegato nei lavori del Gottardo, in modo da dimostrarsi il più conveniente di tutti nella gara che rimase aperta ai diversi perforatori, per tutta la durata dell'escavazione di quell'enorme galleria. Rimandiamo alle pubblicazioni ufficiali sui lavori del Gottardo per la descrizione di tale apparecchio e pei dettagli di confronto colla numerosa serie di perforatori che vennero esperimentati. Diciamo solo che nella maggior parte dei perforatori è l'aria compressa che vien usata come motore alla pressione da 3 a 5 atmosfere, e che al perforatore convien poter dare, od automaticamente od altrimenti, 3 movimenti, cioè, di percussione, di rotazione, di avanzamento. La facilità del ricambio degli scalpelli e la maggior durata in azione degli organi di un perforatore sono in pratica elementi di una influenza grandissima sulla speditezza ed economia del lavoro, motivo per cui molti perforatori, perfetti dal lato meccanico teorico, non si mostrarono in pratica convenienti di fronte ad altri meno perfezionati negli organi loro. La esperienza ha constatato che la perforazione meccanica è tanto più vantaggiosa quanto più la roccia è dura. Di più in generale il costo per 1^m,00 corrente di perforazione meccanica è ancora alquanto maggiore del costo della perforazione a mano. Ma la celerità del lavoro è sempre maggiore nella perforazione meccanica nel rapporto di 1:2 ed anche 1:5 secondo i terreni.
Laonde la perforazione meccanica è sempre a consigliarsi pei lavori in cui i capitali investiti assumono molta importanza e per quelle opere minerarie, come apertura di gallerie attraverso banco, gallerie di ribasso, di comunicaziono nella roccia fra più cantieri, per le quali trattasi di lavoro urgente, il cui rapido eseguimento, rendendo più presto utilizzabile una parte importante della ricchezza della miniera, può dare un vantaggio ben maggiore della spesa che devesi fare e per l'impianto e per l'escavazione. Oggi noi lavori molto intensi, come per es., al Gottardo si giunse, con lavoro continuo delle 24 ore, ad ottenere avanzamenti di 3^m,00, 3,50 per ogni fronte d'attacco in rocce dure, quali i graniti e gneis.
Di escavatori meccanici si hanno pure parecchi tipi di origine specialmente inglesi. Questi apparecchi si mostrarono utili per l'escavazione di litantrace con letto resistente e molto regolare, come si ha in Inghilterra. Sul continente Europeo, in cui i giacimenti sono meno regolari, non ebbero successo.
Come dati dell'esperienza si ritenga, che col lavoro a mano nelle rocce d'eccezionale durezza si ottiene in galleria normale, per prezzo del metro corrente, da L. 230-240, con avanzamento mensile a due posti giornalieri di soli 2^m-3^m. Nelle rocce diarissime si ha un costo da L. 140-150 ed un avanzamento di 4^m-5^m; nelle rocce del N. 2 come nei filoni, un costo di L. 60-70 con un avanzamento di 8^m-10^m; nelle rocce facili del N. 3 da L. 30-35 con un avanzamento di 16^m e finalmente nei terreni teneri da L. 7-8 con un avanzamento di 40-50^m.

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