Studio dell'interazione tra moto ondoso e strutture marittime mediante modellazione fisica

Abstract

Le aree costiere rappresentano sistemi naturali del tutto unici, così come unici sono i fenomeni che le caratterizzano. L’erosione dei litorali, divenuta ormai un fenomeno di interesse planetario, ha spinto verso un approfondimento delle conoscenze dei processi costieri, consentendo di operare nella lotta ai suddetti fenomeni, attraverso strategie sempre più mirate e attente. Una migliore conoscenza dei processi costieri, infatti, può consentire agli ingegneri di adottare approcci più corretti nella progettazione di opere di protezione costiera. La principale fonte di supporto per l’ingegneria costiera è rappresentata dalla letteratura tecnica e scientifica relativa ad interventi già posti in essere nel passato. Strumenti di conoscenza aggiuntivi possono essere forniti da fonti di diversa natura. Uno su tutti la modellistica fisica, che rappresenta senza dubbio un importantissimo mezzo di conoscenza al servizio della progettazione del tipo di opere in parola. Tramite la modellistica fisica è possibile, ad esempio, studiare fenomeni quali la propagazione del moto ondoso nel suo percorso dal largo verso riva, l’agitazione ondosa all’interno dei porti, la stabilità delle strutture sottoposte alle azioni dinamiche del moto ondoso, così come il wave runup, l’overtopping, la riflessione e la trasmissione ad esse associati. Si tratta di fenomeni la cui conoscenza risulta di fondamentale importanza quando nasce l’esigenza di progettare un’opera di difesa costiera. E il risultato è tanto migliore, quanto più sono specifiche le conoscenze su cui viene fondato il progetto. Si consideri, ad esempio, il caso delle dighe a scogliera, il cui strato di armatura più classico è costituito da massi naturali di grandi dimensioni: laddove non ci dovesse essere sufficiente disponibilità del suddetto materiale, o laddove si sia in presenza di condizioni meteomarine particolarmente gravose, le unità di armatura in massi naturali vengono normalmente sostituite da unità in calcestruzzo, per le quali esiste ormai una gran varietà. E’ evidente che, a seconda della forma e delle dimensioni delle suddette unità, nonché del numero di strati con cui esse vengono posizionate sulla mantellata, cambia sensibilmente il comportamento idraulico della struttura. Ne consegue la necessità, in fase di progettazione, di poter disporre di parametri che siano caratteristici della tipologia di unità di armatura della mantellata che si deve realizzare. L’individuazione dei suddetti parametri deve essere necessariamente il risultato di prove sperimentali eseguite in laboratorio su modelli fisici di strutture realizzate con quelle specifiche unità di armatura. Oggetto del presente lavoro, dunque, è lo studio dei fenomeni che intervengono nell’interazione tra il moto ondoso e le strutture di difesa costiera, in particolare per un’opera a gettata costituita da una tipologia di unità di armatura in calcestruzzo non presente in mercato, attualmente sottoposta a procedura brevettuale. Il lavoro è stato condotto mediante sperimentazione su un modello fisico bidimensionale realizzato presso il Laboratorio di Ricerca e Sperimentazione per la Difesa delle Coste (LIC) del Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale, del Territorio, Edile e di Chimica (DICATECh) del Politecnico di Bari. Lo studio ha permesso di individuare alcuni parametri caratteristici delmasso in oggetto, quali ad esempio il coefficiente di stabilità e il coefficiente di scabrezza, necessari per il calcolo delle grandezze con cui poter effettuare il dimensionamento dell’opera. Inoltre, sono state valutate alcune delle formulazioni presenti in letteratura per il calcolo delle suddette grandezze, al fine di analizzare la loro adattabilità al nuovo masso. [a cura dell'autore]