Idraulica Marittima (D.M. 509) - Laurea Specialistica in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio (Taranto)

Settore Scientifico Disciplinare di Appartenenza
ICAR/01 Idraulica
 
Numero di Crediti Formativi Universitari
6

Obiettivi formativi
L'insegnamento di Idraulica Marittimaè rivolto agli studenti della LS in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio. Il corso ha lo scopo di fornire i fondamenti basilari di idrodinamica per la soluzione dei problemi di idraulica marittima connessi con la meccanica del moto ondoso e la trasformazione delle onde. Tali elementi sono propedeutici all’analisi della erosione delle coste e dei rischi delle aree marittime in prossimità di foci o estuari, notoriamente sensibili e di rilevante importanza ambientale. Il corso fornirà, altresì, alcuni elementi per la progettazione di opere protezione delle coste e di salvaguardia delle aree marittime sensibili, analizzandone le differenti tipologie e individuandone pregi e difetti. Infine, si forniranno le nozioni relative al campo di moto dei getti al fine della progettazione delle condotte sottomarine e dei diffusori per lo smaltimento dei reflui in mare.
 
Programma sintetico
IL MOTO ONDOSO
Le onde regolari. Richiami di Idrodinamica. Teoria delle onde di piccola altezza. Riflessione. Rifrazione. Diffrazione. Frangimento.
Le onde random. Il processo stocastico nell’area di generazione. Le onde caratteristiche.
PREVISIONE DEL MOTO ONDOSO
Clima ondoso in un bacino marino. Metodi di previsione su profondità infinita. Metodo dell’onda significativa (metodo S.M.B.). Statistica degli eventi estremi. Applicazioni al caso del progetto di dighe foranee.
OPERE MARITTIME
Cenni sulle tipologie delle dighe foranee classiche e loro progettazione. Analisi delle diffrazione delle onde nell’area portuale.
SMALTIMENTO DI ACQUE REFLUE IN MARE
Getti di quantità di moto e getti di densità. Condotte sottomarine e diffusori. Progettazione dei diffusori.
TEMA D’ANNO
Piano di rifrazione e analisi del trasporto solido long-shore di un paraggio.

Articolazione in differenti tipologie didattiche
 

Tipologia didattica	CFU	Didattica (ore)	Studio (ore)
Lezioni Teoriche	4	32	68
Esercitazioni Pratiche	1	16	9
Laboratorio	1	24	1
Totale	6	72	78

 
Modalità specifiche dell’esame
L’esame di Idraulica Marittima si compone di:
1) una prova orale sulla parte teorica;
2) tema d’anno.

Durante il corso sono previsti due esoneri sulla parte sia teorica che applicativa, superando i quali all’esame lo studente presenta e discute il tema d’anno assegnato. Nel caso di mancato superamento di uno o più esoneri tenuti durante il corso (per insufficienza o per assenza), la relativa verifica si sostiene oralmente durante gli appelli ufficiali indicati nella bacheca del sito del docente, insieme con la presentazione del tema d'anno assegnato.

Programma particolareggiato
MECCANICA DEL MOTO ONDOSO
Rappresentazione nel dominio del tempo e delle frequenze. Tipi di onde. Onda di Airy: ipotesi alla base della teoria. Altezza, lunghezza e periodo d’onda. Elevazione di un’onda. Lunghezza e celerità di un’onda. Caso di acque profonde, intermedie e acque basse.
Pressioni in un campo di moto ondoso di Airy. Velocità delle particelle: caso di acque intermedie e profonde. Esercizi di idraulica marittima
Gruppo d'onde e loro celerità. Riflessione di un’onda. Riflessione totale (clapotis). Onde stazionarie. Riflessione per una parete verticale e per una scogliera; riflessione per variazione della profondità del fondale e per presenza di una barra sul fondale. Energia di un’onda e flusso di energia. Coefficiente di shoaling e di rifrazione. Frangimento di un’onda. Tipi di frangimento e abachi di Goda. 
Esercizio sul frangimento con uso degli abachi di Goda. Diffrazione. Diagrammi di Wiegel e di Johnson sulla diffrazione. Esercizio sulla diffrazione. Scala Beaufort dei venti e Douglas del mare. Tipi di vento. Dati anemometrici dell’ENAV.
Fetch geografico ed efficace. Direzione, intensità e durata di un evento anemologico. Diagramma SMB; caso di situazione stazionaria e transitoria. Altezza significativa, periodo di picco e periodo significativo. Metodo del Tenani per la costruzione del piano d’onda.
Onde di mare: proprietà statistiche e spettri. Tipi di porti, sistema portuale di accesso. Esempi di opere portuali di difesa. Progetto di barriere verticali secondo Goda.
Formula di Hudson e numero di stabilità nella formula di Hudson. Esercizi sugli argomenti trattati.
 
SMALTIMENTO DI ACQUE REFLUE IN MARE
Richiami sulle equazioni di continuità e della quantità di moto in forma indefinita e globale.
Cenni sulla turbolenza.
Richiami sulla normativa italiana a riguardo della disciplina degli scarichi. Classificazione getti. Getti puri piani – derivazione dell’equazione e descrizione generale del campo di moto. Dimostrazione della costanza del flusso della quantità di moto.
Fenomeno dell’entrainment. Getti puri composti. Piume e getti di galleggiamento. Scale tipiche dei getti. Analisi dimensionale applicata ai getti. Numero di Froude densimetrico. Causa dell’entrainment. Descrizione generale delle condotte sottomarine e problema della diluizione del refluo. Condotte sottomarine. Trattamento dei reflui prima dello scarico secondo normativa. Teoria di zona: formule e abachi. Caratteristiche idrauliche di un diffusore. Calcolo delle perdite di carico lungo un diffusore. Problematica della linea dell’energia. Linee guida per la progettazione di un diffusore.
Cenni sulle forze agenti su una condotta sottomarina, comprese le forze di Morison e di lift.
 
MODELLISTICA DELLA RIFRAZIONE, DIFFRAZIONE E DEL TRASPORTO SOLIDO
Descrizione di un piano d’onda. Cartografia utilizzata per l’ottenimento di un piano d’onda
Cenni su:1) rifrazione; 2) diffrazione; 3) ottenimento onda di progetto; 4) metodi diretti; 5) metodi indiretti; 6) tempo di ritorno; 7) fetch geografico e fetch efficace. Digitalizzazione di una carta nautica: importazione in CAD e ottenimento della linea di costa, batimetriche e quote con i software SURFER TESTO e MULPOL-Z. Inserimento della batimetria in Mike. Descrizione generale del software MIKE. Esempio di utilizzo del Mike 21 per lo studio della propagazione di un moto ondoso. Cenni sugli spettri e sulla generazione del moto ondoso. Spettro Jonswap e Pierson-Moskowitz. Processi evolutivi di un litorale e cenni sulle teorie di Stokes II ordine. Profili di equilibrio di Dean.
 
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