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| Corso | Ingegneria Civile |
| Curriculum | IDRAULICA |
| Orientamento | PS LM23 CIV-IDR 2013-2014 |
| Anno Accademico | 2019/2020 |
| Corso | Ingegneria Civile |
| Curriculum | IDRAULICA |
| Orientamento | PS LM23 CIV-IDR 2013-2014 |
| Anno Accademico | 2019/2020 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ICAR/02 |
| Anno | Secondo anno |
| Unità temporale | Secondo semestre |
| Ore aula | 24 |
| Attività formativa | Attività formative caratterizzanti |
| Erogazione | 1000562 INGEGNERIA PORTUALE in Ingegneria Civile LM-23 ROMOLO ALESSANDRA, LAFACE VALENTINA |
| Docente | Alessandra ROMOLO |
| Obiettivi | Il Corso si prefigge di fornire gli elementi fondamentali per l’inquadramento sui corretti criteri di progettazione e di realizzazione dei porti e delle principali opere portuali, e per un’adeguata predisposizione dei layout sia esterni che interni. Si pone, inoltre, l’obiettivo di fornire i requisiti fondamentali per la pianificazione degli specchi acquei portuali, delle relative infrastrutture e di tutti gli elementi del sistema portuale sia operativo che di interfaccia con il territorio circostante, inteso come nodo di una rete plurimodale di trasporto di merci e passeggeri. Il Corso si pone come obiettivo quello di fare acquisire allo studente: i) la capacità di rielaborare quanto studiato e di applicare nella pratica il sapere acquisito: ciò anche, e soprattutto, in ambiti diversi da quelli nei quali le conoscenze apprese vengono tradizionalmente utilizzate (Conoscenza, Capacità di Comprensione, Conoscenze Applicate); ii) le nozioni necessarie per potere approfondire autonomamente quanto imparato, sia in autonomia ed originalità, sia mediante confronto con i docenti e gli altri allievi, al fine di utilizzare le conoscenze di base come una “piattaforma” di partenza che gli consenta di pervenire a risultati ulteriori contraddistinti da una maturità sempre maggiore e da una autonomia di giudizio sempre più ampia (Autonomia di Giudizio e Capacità di Apprendere); iii) la capacità di veicolare ai propri interlocutori, in modo chiaro e compiuto, le conoscenze acquisite, a conclusione del percorso di formazione sviluppato nell’ambito del corso (Comunicazione). |
| Programma | STUDIO METEO CLIMATICO DEL SITO (2 CFU) Inquadramento geografico del sito, dati di input (onde, vento, correnti, livelli del mare). Esposizione del paraggio e calcolo dei fetch geografici ed efficaci, analisi del regime dei venti. Analisi del moto ondoso a largo: i) individuazione del settore di traversia principale e secondario; ii) analisi degli eventi estremi (Modello delle Mareggiate Triangolari Equivalenti e Modello delle Mareggiate Trapezoidali DNV). Concetto di persistenza media sopra la soglia associato all’evento mareggiata Trasposizione del moto ondoso. Propagazione degli eventi significativi sotto costa in prossimità della zona di interesse per il dimensionamento delle strutture. Analisi e commento di casi studio. I PORTI, LAYOUT ESTERNI, OPERE PORTUALI ESTERNE (2 CFU) Il Porto: definizioni e caratterizzazione. Classificazione dei porti in base alla normativa di riferimento. Sistema Portuale: canale di accesso, imboccatura, bacino di evoluzione, nave di progetto, specchi acquei. Criteri di dimensionamento sulla base delle Raccomandazioni Internazionali PIANC. Tipologie dei Porti: ubicazione e categorie. Criteri per la dislocazione delle opere di difesa portuale (“layout opere esterne”). Tipologie opere esterne di difesa: dighe a gettata e dighe a cassoni cellulari. Campi di impiego delle due diverse tipologie costruttive. Dighe a gettata: criteri di stabilità e di rottura. Identificazione dei diversi elementi costruttivi. Elementi della mantellata e criteri per il loro dimensionamento. Criteri per il dimensionamento di una berma sul fronte struttura. Stima del run-up e delle portate di tracimazione (ovetopping) secondo le indicazioni dell’Eurotop Manual. Modalità costruttiva di una diga a gettata: analisi e commento esempio realizzativo. Dighe a cassoni cellulari: opere a parete verticale, criteri di dimensionamento, classificazione dei carichi prodotti da onde su strutture monolitiche a parete verticale, risultati progetto PROVERBS relativo a carichi di onde non frangenti e frangenti su opere a parete verticale. Schemi di calcolo delle pressioni agenti su un’opera a parete verticale in fase di cresta: i) modelli di Stokes e Saintflou; ii) modello di Goda anche nel caso di onde frangenti. Cenni sui risultati ottenuti in mare su modelli in scala ridotta eseguiti presso il laboratorio NOEL dell’Università Mediterranea, con riferimento al contesto internazionale di interesse. Considerazioni sulla Progettazione dei Cassoni Cellulari: Norme e Raccomandazioni Italiane ed Estere. Modalità costruttiva di dighe a cassoni cellulari: bacini di prefabbricazione, analisi e commento di esempi di opere realizzate. Cenni sui criteri di selezione delle tipologie di opere portuali esterne sulla base di criteri di ottimizzazione dei livelli di sicurezza e della riduzione dei costi secondo quanto proposto da raccomandazioni tecniche PIANC. LAYOUT INTERNI, OPERE PORTUALI INTERNE, DIFFRAZIONE IN AREA PORTUALE (1 CFU) Porto interno: specchi liquidi interni (bacini o darsene), opere di accosto e/o ormeggio (banchine, pontili e briccole), calate portuali. Azioni agenti su opere di accosto sia esterne che interne: sollecitazioni prodotte in fase di ormeggio dalle navi sotto l’azione del vento e delle correnti, criteri per il dimensionamento di bitte e parabordi. Analisi delle sollecitazioni su banchine a gravità a massi sovrapposti e verifiche di stabilità. Nozioni fondamentali sull’interazione di onde con opere portuali a parete seminfinite. Stima dei coefficienti di diffrazione in ambito portuale. Abachi e grafici fondamentali nel caso di pure onde di vento e geometrie semplificate della dislocazione dei moli. Analisi operatività portuale in relazione ad aventi meteoclimatici: accessibilità imboccatura e operatività banchina. Analisi della probabilità di frangimento all’imboccatura, calcolo moto ondoso residuo all’interno del porto e valutazione operatività media annua in relazione alle condizioni limite di operatività. Analisi e commento di casi studio. PIANIFICAZIONE PORTUALE (1 CFU) Analisi delle linee guida per la redazione dei Piani Regolatori Portuali Italiani. Analisi e commento di alcuni PRP: caso di un Porto di rilevanza internazionale e di un Porto di rilevanza nazionale. Aspetti energetici in ambito portuale. Linee Guida per la redazione dei Documenti di Pianificazione Energetico Ambientale dei Sistemi Portuali. Cenni fondamentali su opere e sistemi integrati in ambito portuale per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. I porti turistici: criteri di realizzazione ed esempio esecutivo. Raccomandazioni tecniche per la progettazione dei porti turistici emanate dalla sezione italiana AIPCN – PIANC. Cenni sullo strumento del Project Financing. |
| Testi docente | • Paolo Boccotti, 1997. “Idraulica Marittima”, Ed. UTET • Paolo Boccotti, 2000. “Wave Mechanics for Ocean Engineering”, ELSEVIER • Paolo Boccotti, 2014. “Wave Mechanics and wave loads on Marine Structures”, ELSEVIER • Giuseppe Matteotti, 2004. “Lineamenti di Costruzioni Marittime”, Ed. SGEditoriali Padova • Raccomandazioni tecniche emanate dall’Associazione Internazionale AIPCN-PIANC • European Overtopping Manual - http://www.overtopping-manual.com/manual.htmlalità |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Erogazione | 1001179 INGEGNERIA MARITTIMA e ENERGIA DALLE ONDE in Ingegneria Civile LM-23 ROMOLO ALESSANDRA |
| Docente | Alessandra ROMOLO |
| Obiettivi | Il corso si prefigge di fornire le conoscenze sulla meccanica delle onde di mare: onde periodiche e onde irregolari. Analisi per la previsione in tempi brevi e in tempi lunghi. Criteri di dimensionamento delle dighe marittime di tipo “a cassoni cellulari a parete verticale” e di tipo “a gettata”. Acquisire le nozioni fondamentali per la stima del potenziale di energia ondosa in una fissata località; overview dei dispositivi per lo sfruttamento dell’energia dalle onde. Studio dei sistemi oscillanti per la conversione dell’energia ondosa. Sistemi a colonna d’acqua oscillante (Oscillating Water Column, OWC) e corpi galleggianti per lo sfruttamento dell’energia ondosa Il Corso si pone come obiettivo quello di fare acquisire allo studente: i) la capacità di rielaborare quanto studiato e di applicare nella pratica il sapere acquisito: ciò anche, e soprattutto, in ambiti diversi da quelli nei quali le conoscenze apprese vengono tradizionalmente utilizzate (Conoscenza, Capacità di Comprensione, Conoscenze Applicate); ii) le nozioni necessarie per potere approfondire autonomamente quanto imparato, sia in autonomia ed originalità, sia mediante confronto con i docenti che con gli altri allievi, al fine di utilizzare le conoscenze di base come una “piattaforma” di partenza che gli consenta di pervenire a risultati ulteriori contraddistinti da una maturità sempre maggiore e da una autonomia di giudizio sempre più ampia (Autonomia di Giudizio e Capacità di Apprendere); iii) la capacità di veicolare ai propri interlocutori, in modo chiaro e compiuto, le conoscenze acquisite, a conclusione del percorso di formazione sviluppato nell’ambito del corso (Comunicazione). |
| Programma | ONDE PERIODICHE: ANALISI PUNTUALE DEL CAMPO DI MOTO. Moti a potenziale, equazione di continuità , teorema di Bernoulli. Le equazioni differenziali di un moto irrotazionale a superficie libera. Fenomenologia di un moto ondoso. La teoria di Stokes al primo ordine. Analisi della relazione di dispersione lineare. Fenomenologia di un moto ondoso. Introduzione allo studio delle onde tridimensionali. Riflessione delle onde. ONDE GENERATE DAL VENTO: CONCETTI E NOZIONI DI BASE. Il concetto di “stato di mareâ€. La teoria degli stati di mare nel dominio del tempo. Relazioni di base nella teoria degli stati di mare. Una forma matematica per gli spettri delle onde di vento. Lo spettro JONSWAP. Possibilità di eseguire direttamente in mare o in lago le prove su modelli in scala ridotta di strutture marittime. La larghezza dello spettro. ANALISI DEGLI STATI DI MARE: IL DOMINIO DEL TEMPO. Perché l’elevazione d’onda ï¨(t) rappresenta un processo aleatorio stazionario gaussiano ed ergodico. Probabilità congiunta di ï¨(t) e delle sue derivate. Il passaggio logico di Rice. Corollari del problema di Rice. Il periodo medio delle onde. Il periodo delle onde più alte, e la probabilità delle altezze d'onda in ipotesi di spettro arbitrario. Verifiche sperimentali. L’altezza d'onda massima attesa in uno stato di mare di assegnata durata. DIMENSIONI, DIREZIONI E DURATE DELLE ONDE IN UNA LOCALITÀ. La funzione HS(t). La probabilità omnidirezionale dell’altezza significativa. Probabilità delle altezze significative nei mari italiani. L’onda massima attesa in una mareggiata di assegnata storia. Il modello della "mareggiata triangolare equivalente (MTE)". Le durate delle mareggiate. Il mare equivalente. PREVISIONI IN TEMPI LUNGHI. (1 CFU) Il periodo di ritorno R(HS>t). Altezza significativa di assegnato periodo di ritorno e sua persistenza. La probabilità che un evento naturale di assegnate caratteristiche si realiz zi almeno una volta durante la vita di progetto di una struttura. La catena di calcolo L, P ïƒ R ïƒ h(R) Opere di difesa portuale o costiera: lo stato di mare convenzionale di progetto. ANALISI E PREVISIONE DELLE SOLLECITAZIONI SULLE STRUTTURE COSTIERE. Le dighe a cassoni cellulari a parete verticale. Analisi delle pressioni che le onde esercitano su una diga a parete verticale. Forze sulle dighe a parete verticale. Dimensionamento delle dighe a parete verticale. Le dighe a gettata. Dimensionamento dei massi della mantellata per le dighe a gettata. IL POTENZIALE DI ENERGIA ONDOSA IN UNA FISSATA LOCALITA’ e SISTEMI PER LO SFRUTTAMENTO DELL’ENERGIA IN MARE Espressioni del vettore flusso medio di energia, per le onde progressive. Stima dell’energia ondosa associata ad uno stato di mare. Sistemi per lo sfruttamento dell’energia delle onde in mare. Schemi e principi di funzionamento. SISTEMI OSCILLANTI PER LA CONVERSIONE DELL’ENERGIA ONDOSA Descrizione matematica dei sistemi oscillanti. Oscillazione libera e oscillazione forzata. Relazione tra potenza ed energia. Oscillazione armonica: potenza attiva e potenza reattiva. Interazione onda-corpo oscillante: forza idrodinamica che agisce su un corpo oscillante, radiazione da un corpo oscillante. Massa aggiunta. Condizione di risonanza. Assorbimento di energia ondosa da parte di un corpo oscillante in movimento – Potenza massima assorbita - Potenza utile massima convertita - Controllo ottimale per massimizzare l'energia convertita SISTEMI A COLONNA D’ACQUA OSCILLANTE (OSCILLATING WATER COLUMN, OWC) e CORPI GALLEGGIANTI PER LO SFRUTTAMENTO DELL’ENEGIA ONDOSA Interazione delle onde con sistemi a colonna d'acqua oscillante Potenza assorbita - Potenza massima assorbita OWC con PTO - Potenza convertita Introduzione agli innovativi REWEC o U-OWC, avanzamento dei sistemi OWC. Assorbimento dell’energia ondosa mediante sistemi a corpo oscillante. Potenza assorbita per sistemi con un grado di libertà . Massima potenza utile convertita. |
| Testi docente | • Paolo Boccotti, 1997. “Idraulica Marittima”, Ed. UTET • Paolo Boccotti, 2000. “Wave Mechanics for Ocean Engineering”, ELSEVIER • Paolo Boccotti, 2014. “Wave Mechanics and wave loads on Marine Structures”, ELSEVIER • Paolo Boccotti, 2004. “Gli impianti REWEC”, BIOS • Johannes Falnes, 2002. Ocean Waves and Oscillating Systems, CAMBRIDGE University Press |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | No |
| Valutazione prova orale | No |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
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