bollettino aiom n.33

Transcript

ASSOCIAZIONE DI
INGEGNERIA
OFFSHORE E
MARINA
n. 33
novembre 2005
via G. Zanella, 36 - 20133 MILANO - tel/fax 027380073
Internet: www.aiom.info
E-mail: [email protected]
SOMMARIO
pagina
3
13
pagina
23
26
pagina
Vibroflottazione di NOTIZIE
riempimenti
con Tavola rotonda CIS-E
materiali da demo- Convegno Hoesch
Giornate Italiane di
lizione
ingegneria costiera
EDITORIALE
pagina
pagina
5
RICERCA
Dispersion in the
surfzone by longshore curents
25
CONGRESSI E
CONFERENZE
pagina
LA TESI
PIANC congress
NAV 2006
BOLLETTINO
CONSIGLIO DIRETTIVO
Periodico dell’Associazione Ingegneria Offshore e Marina
Presidente:
Vice Presidente:
Tesoriere:
Consiglieri:
Direttore Responsabile
Mario de Gerloni
Comitato di Redazione
Renata Archetti
Mario Caironi
Daniela Colombo
Maurizio Gentilomo
Quote Associative AIOM
Individuali:
Collettive:
Università:
Juniores
80 €
800 €
160 €
25 €
Sindaci:
Contributo inserzioni sul bollettino
1 modulo = ½ pagina
2 moduli = 1 pagina
300 €
500 €
Segreteria:
Maurizio Gentilomo
Mario de Gerloni
Elio Ciralli
Luigi Alberotanza
Renata Archetti
Viviana Ardone
Mario Caironi
Daniela Colombo
Stefano Copello
Andrea Ferrante
Maria Martino
Antonio Migliacci
Massimo Montevecchi
Giuseppe Passoni
Sandro Stura
Roberto Libè
Gianfranco Liberatore
Alberto Meda
Carlo Niccolai
Giselda Barina
Stampato c/o Technital Spa – Verona
AIOM – BOLLETTINO n. 33 – novembre 2005
FINALMENTE RITORNA LA SPIAGGIA !
Dopo un’attesa di dieci anni, il ripascimento della spiaggia di Ostia
Levante è divenuto una realtà ad
opera della “Società Italiana Dragaggi Spa”.
L’intervento di ripascimento ha interessato il litorale di Ostia Levante per
un’estensione di circa tre chilometri e
cinquecento metri, a partire dal canale dei pescatori verso sud ed è consistito nel versamento di circa
1.000.000 m3 di sabbia prelevata esclusivamente dai fondali marini.
L’intervento e’ stato eseguito in un
tempo estremamente breve (meno
di quattro mesi) nel pieno della
stagione balneare creando disagi
minimi alla fruizione della spiaggia
stessa. Il ripascimento e’ stato realizzato utilizzando una draga autocaricante e refluente avente una capacita’ nei pozzi di 9000 metri
cubi; la draga ha prelevato il materiale in un giacimento subacqueo al
largo di Anzio, a circa 45 km da
Ostia ed alla profondità di 50
metri; per il versamento della sabbia e’ stata posata sul fondo del
mare una tubazione di refluimento
(del diametro di 800mm ed avente
una lunghezza di 1500m) per collegare la draga ormeggiata al largo
con la spiaggia da ricostruire.
Una volta giunta all’ormeggio, la
draga ha pompato a terra la sabbia che, in seguito, a mezzo di bulldozer, e’ stata sistemata secondo
il profilo previsto in progetto.
SOCIETA’ ITALIANA DRAGAGGI SPA
00165 Roma – Via Carlo Zucchi, 25
Tel. +39 06 66.04.951 – Fax +39 06 66.04.95.49 e-mail segreteria@ sidra.it
2
E
ditoriale
Con il secondo numero del 2005
desideriamo ricapitolare brevi notizie sulle attività pubbliche
dell’Associazione nel 2005 di cui,
peraltro, abbiamo cominciato a
parlare nel Bollettino n. 32. Inoltre,
pubblichiamo due articoli: uno di
ricerca Sperimentale di Mariani e
Pattiariachi relativo ad uno studiuo
sulle coste autraliane ed uno relativo alla tecnologia della vibrocompattazione di Gambi, Lenzi e Camparini, oltre alle consuete rubriche
e recensioni.
A proposito delle attività pubbliche, ossia della partecipazione a
convegni e riunioni, la lista 2005 è
piuttosto ricca, anche se il progetto
di un convegno AIOM si è dovuto
spostare, per ragioni contingenti, al
prossimo anno.
A
marzo AIOM ha partecipato ad
una giornata di studio in materia di
vibroflottazione di terreni sciolti, in
particolare in ambienti portuali.
L’evento, che è stato arricchito dalla visita ad un cantiere in attività (il
porto turistico “Camillo Luglio” di
Genova-Sestri Ponente), è stato organizzato dalla “Keller Fondazioni” di Verona cui AIOM ha partecipato con grande entusiasmo. Alcune delle relazioni presentate sono
state pubblicate sul bollettino.
In luglio il Presidente ha partecipato ad una Tavola Rotonda orgnizzata dal CIS-E, presso il Politecnico di
Milano, promosso dal Prof. Antonio
Migliacci, a proposito di un ambizioso progetto internazionale: il collegamento fluvio-marittimo tra
l’Adriatico ed il Danubio («Il Progetto Adriatico nel sistema idroviario europeo – La connessione del
sistema idrofluviale europeo con il
Mare Adriatico»). I Relatori della
Tavola Rotonda sono stati autorità
pubbliche, professori e professionisti di altissimo spessore che troverete elencati nella recensione proposta
da Maurizio Gentilomo e Giuseppe
Passoni che, con Antonio Migliacci
– presidente CIS-E sono stati gli
aurtorevoli soci AIOM presenti alla
Tavola Rotonda.
tema proposto da Massimo Montevecchi ha riguardato i dragaggi nei
porti in particolare italiani ed i vincoli ambientali e normativi che li
regolano («Technical and Environmental Aspects in Dredging Activity»). Per brevità ricordiamo soltanto i titoli delle numerose sessioni
cui hanno partecipato numerosi specialisti: Port Safety and Security –
an International Issue; Environmental Protection; Services to Maritime
and Port Operators, Health Care at
Sea; Operations, Traffic and Navigation; Ports (in questa sessione è
intervenuto M. Montevecchi); Environmental Protection (2); Terminals; Shipbuilding; Security Issues.
Per finire, alla fine di novembre,
Il 21 ottobre ha visto, a Venezia AIOM
ha
collaborato
San Giuliano, un interessantissimo
simposio tecnico: “Costruzioni in
acciaio con palancole originali Hoesch Larssen e pareti combinate”
organizzato da “Thyssen Krupp
GFT Bautechnik”, Essen e “Masider S.a.s.”, Milano. Un’accurata sintesi del convegno, scritta dalla Dr.
Maria Martino, dirigente della Masider di Milano e Consigliere
AIOM), è pubblicata su questo Bollettino nella Rubrica “Le aziende
informano”. Il Comitato di Redazione ha deciso inoltre di pubblicare, sempre su questo Bollettino,
l’introduzione al simposio fatta dal
Presidente di AIOM cui era stato
chiesto di presiederlo.
MEDMAR 2005, Ravenna, 2527 ottobre 2005. Il convegno, internazionale, è stato promosso dal Presidente di MEDMAR Dr. Antonio
Angelucci il quale ha chiesto ad
AIOM, che ha ufficialmente partecipato all’incontro come “Supporting Organization”, di presentare un
intervento tecnico specialistico. Ciò
è avvenuto con l’intervento, molto
apprezzato, del Consigliere AIOM
Massimo Montevecchi, anche nella
sua veste di dirigente della Società
Italiana Dragaggi, Roma, Gruppo
Dredging International, Anversa. Il
3
all’organizzazione delle «Giornate
Italiane di Ingegneria Costiera»,
AIPCN-PIANC (Associazione Internazionale di Navigazione, Sezione italiana). Il Presidente di AIOM
ne è stato uno dei membri del
Comitato Scientifico. I contenuti
delle Giornate sono state accuratamente riassunti nella rubrica
Recensioni dal Consigliere Elio Ciralli e dall’Ing. Mariella Di Leo.
Mentre ci impegnamo a proseguire queste attività pubbliche cogliamo l’occasione per raccomandare,
ancora una volta, a Lettori, Amici e
Soci di farci avere proposte di pubblicazioni volte ad arricchire un patrimonio culturale, nostro e di chi ci
legge, che, siamo sicuri, sia anche
un proficuo strumento di aggiornamento professionale.
Segnaliamo infine che sul nostro
sito (www.aiom.info) si trova
l’elenco degli articoli pubblicati dal
1999, ripartiti per materia, e l’elenco
degli Autori in ordine alfabetico.
Per eventuali richieste si può prendere contatto diretto con il Direttore
del Bollettino AIOM ([email protected]) o con la Segreteria
AIOM: [email protected]).
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Dal 1964 società leader in Italia e nel mondo
* infrastrutture di trasporto
* opere marittime
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4
A
field Investigation of Disper-
sion in a Surfzone Dominated by
Longshore Currents
di A. Mariani 1 and C. B. Pattiaratchi 2
Abstract
The transport and the dispersing
Field
properties of the longshore current field have been also related
to existing theories of dispersion
by turbulence, in particular the
4/3 Richardson’s power law has
been found valid as a unifying
approach of dispersion in the surfzone environment.
investigations were performed in the metropolitan coast of
Perth, Western Australia which
during the summer, with its regular
and strong sea-breeze system and
its sandy beaches, has provided an
ideal laboratory for the study of
coastal processes. The strong longshore currents generated by the
summer winds have been measured
over length scales varying from 10
to 100 m and time scales of 100 to
1000 sec using recently developed
GPS Surfzone Drifters (Johnson et
al., 2002).
As a result of these Lagrangian
measurements, drifter trajectories, velocity fields and dispersion estimates have been obtained
for inside the surfzone providing
a valuable information to the understanding of the dispersion hydrodynamics of the surfzone.
Dispersion coefficients of the order of 0.1 m2/s have been estimated and phenomena of convergence of the drifters along the
breaker line have been observed.
1
2
DIIAR – Politecnico di Milano,
P.zza L. da Vinci, 32, 20133 Milano,
CWR – U.W.Australia, 35 Stirling
Highway, Crawley, W.Australia,
6009 Australia.
Introduction
W
henever we are asked to
evaluate the appropriateness of
any given site for such anthropic
activities
(refineries,
power
plants, municipal wastewater)
that are accompanied by discharge operations of various contaminants or thermal effluents in
the ocean, it is necessary to assess
the ability of the coastal waters to
receive and dilute the discharged
materials. It is therefore important to be able to predict accurately dispersion phenomena and
estimate the horizontal dispersion
coefficient.
To perform such an evaluation
there are two main methods to
collect the required data information on a given site: using (1)
an array of fixed current meters
or (2) tracking a group of drifting floats. The Eularian method
provides a large number of in-
5
Fig.1 GPS Surfzone Drifters by
Johnson et al. (2002)
formation on the magnitude and
spatial structure of the flow but
the arrays of instruments have to
be extensive and they are often
difficult to set up and expensive.
On the other hand Lagrangian
measurements are simple to perform and the recent removal of
Selective Availability which limited the accuracy of the GPS for
military purposes, allowed the
development of new techniques
such as the GPS Surfzone Drifters (Fig.1) created by Johnson
(2002) and the ones concurrently
developed by Schmidt (2002).
I
n this paper we report on the results of a series of Lagrangian
measurements undertaken in the
surfzone in a metropolitan beach of
Perth, Western Australia. In particular we have obtained estimates
of :
the velocities field giving information on the intensities and
directions of the currents.
the rate of dispersion in the surfzone in highly energetic conditions characterized by strong
longshore currents (up to 1.3
m/s) and perpendicular incident
breaking waves.
the power law exponents of
Richardson’s equation, which
allow us to observe a scale dependence of the dispersion up
to the scale of the surfzone
width.
Approach
Environmental setting
P
erth spreads over 40 km up and
downstream of the Swam River
which opens at the port of Fremantle. As much of the coastline of
Western Australia it is sheltered
from the direct impact of the swell
and the storm activity by an extensive chain of reefs located up to 8
km offshore (Fig.2). Perth coastline
experiences one of the most energetic sea-breeze system in the planet. The interaction between the
sea-breeze system and the synoptic
weather patterns is the reason for
the two features that make this seabreeze unique in the world:
its direction: unlike “typical”
sea-breezes, which blows perpendicular to the shoreline, it
blows parallel to the coast (i.e.
southerly).
its trength: during the summer
days it frequently exceeds 15
m/s and can blow late in the
afternoon with gale force (20
m/s).
The beach of Floreat was chosen
Fig.2
Location map
as the site for the field experiments. In this area the absence of
coastal structures such as groynes
or breakwaters allows the longshore currents to fully develop
under the pressure of the strong
seabreeze activity. It is part of an
extensive sandy beach that stretches along 20 km north Fremantle till the rocky coast of Trigg; in
Floreat the coast line evolves in a
north-south direction and during
the summer it is exposed to the
prevailing south-southwest wind
which comes in a side cross onshore direction. The mean grain
size is 0.54 mm and it experiences
a diurnal microtidal regime with a
mean spring tidal range of 0.6 m.
During the summer the beach
undergoes rapid adjustment in
6
response to the diurnal seabreeze cycle with slow increase
in beach volume prior to the
seabreeze and rapid decrease
during the seabreeze. While in
the winter the passage of fronts
with onshore winds and locally
generated seas induces erosion,
followed by accretion during
the swell dominated calm periods (Pattiaratchi et al., 1997).
Experiment design
The experiments took place during the period of summer in the
austral hemisphere when the seabreeze cycle is fully installed and
the frequency of windy days is
very high.
Table 1. Wave heights and wind speeds and directions
SWELL
day
1
2
3
4
date
2/12/2004
21/12/2004
10/01/2005
7/02/2005
Hs (m)
1.00
0.75
0.60
0.50
Five drifters were released during
four days characterized by wind
and waves which covered a wide
range of conditions with winds
blowing from 14 to 29 kn (7 to 15
m/s) and significant wave heights
around 1 m with the swell dominating during the first days and the locally wind generated waves becoming gradually predominant on
the last days (Tab. 1).
The deployment routine consisted
in carrying the five units together
out in the water and release them
contemporaneously just on the breaker line or slightly behind it seawards. The absolute position of the
point of release being unimportant
as we were interested in the relative
dispersion between the drifters positions. Once released the units
started to drift towards north driven
by the longshore currents, eventually they were recollected once
they were washed up onto shore or
caught by a rip current and brought
far offshore. The routine was repeated several times in a day providing the information on the current
spatial patterns.
The drifters were equipped with
parachute drogues which opened
whenever there was a differential
between the surface and subsurface velocities, that is when the
drifters were caught by a wave,
thus increasing the drag force and
avoiding the instruments to surf
towards shore. The drifters are designed to resist to a highly turbulent environment as the surfzone
and represent a low cost, simple to
use instrument for measurements
SEA
Ts
(sec)
12.0
12.0
11.7
11.0
TOTAL
Hs
Ts
(m)
(sec)
1.20
8.1
1.00
7.8
0.75
6.9
1.10
5.0
Ts
(sec)
4.0
4.0
4.3
5.2
Hs (m)
0.40
0.57
0.55
1.00
in the surfzone. Its dataloggers were set to record at 1 Hz, and the
GPS allowed a positioning accuracy of 1.24 m Eastings and 1.98 m
Northings (Johnson et al., 2002).
The raw data obtained were smoothed using a filter at 0.1 Hz in order
to eliminate the oscillations of the
drifters due to incident waves.
Dispersion and velocities
Dispersion was examined following the method described by List,
Gartrell and Winant (1990). From
the position coordinates (xi(t) yi(t))
of the drifter i at the time t the position of the cluster centroid is computed:
x 0 (t ) =
y 0 (t ) =
∑
n
i =1
xi (t )
n
∑
n
i =1
y i (t )
n
where n is the number of drifters. The variance of the drifter
positions with respect to the
cluster centroid is:
∑ [x (t ) − x (t )]
n
σ x2 (t ) =
2
i =1
i
0
n −1
∑ [y (t ) − y (t )]
(t ) =
2
n
σ
2
y
i =1
i
0
n −1
Following Okubo (1974), the total
dispersion of the drifter clusters
can be expressed as:
σ x2 (t ) + σ y2 (t )
σ 2 (t ) =
2
and the relative dispersion coefficient K is given by:
K (t ) =
1 ∂σ 2 (t )
2 ∂t
The directionally dependent relative dispersion coefficients Kx and
7
WIND SPEED
uave
umax
(kn)
(kn)
14
15
19
25
20
29
DIREC.
WSW
SW
SSW
SSW
Ky are calculated from σx and σy respectively. Finally the lagrangian
velocities of the drifters were set
simply as time derivative of the
coordinate positions.
Results
Trajectories
locities
and
ve-
E
nsemble plots of all trajectories for the four days of experiments are shown in Fig.3. The trajectories are significantly meandering and have different features on
each day due to the different wave
and wind conditions that characterised each day of experiments. But a
general feature is that the drifters
once released tend to spread more
or less rapidly depending on the
longshore current speed and on the
wave conditions and then tend to
cluster again later whilst drifting
longshore.
On day 4 for example, during all
the deployments the drifters tended
to travel together for the first 75 m
then started to spread gradually to
cluster again later at around 200 m
from the release point; on that day
the current was very strong (with
maxima of 1.3 m/s) due to a very
strong sea breeze and the swell was
low to 0.5 m. While on the day 1,
when the wind and the currents
were lower, but the swell was more
important, the spreading both in the
longshore and cross-shore began
immediately after the release and
the tendency to cluster was less
significant but was still present.
During other days of experiments,
Day1
Day2
Day1
1050
750
Day 2
800
1100
750
1000
700
900
650
800
1000
1.0 m/s
950
700
900
850
650
m
800
750
600
700
600
700
650
550
600
550
600
550
1.0 m/s
500
450
500
550
500
500
500
400
450
Day3
500
550
600
650
450
500
m
Day4
950
550
400
400
450
500
Day 3
550
600
650
Day 4
950
750
900
1.0 m/s
850
850
700
800
900
1.0 m/s
850
800
800
750
650
750
m
750
700
700
700
600
650
650
550
500
600
600
550
550
650
600
550
500
500
450
500
550
400
450
500
550
500
600
Fig.3. Ensemble trajectories of drifter deployments for
each experiment. The dashed line represents the
shore line, the dotted line approximately represents the breaker line
the conditions were a mean of the
conditions of day 1 and 4 and also
the trajectories reflect the environmental inputs, with high waves the
drifters are more subjected to a
quick spreading in the cross-shore
direction whilst when driven by a
strong longshore current they tend
to persist together.
The same tendency to spread and
cluster of the drifters is also observable from the currents velocity
fields. Fig.4 shows the maps of velocity field generated from the drifters lagrangian velocities by calculating and averaging them in spatial
bins of 10 m in the cross-shore
direction and 20 m in the longshore
400
450
500
450
500
550
600
650
Fig.4 Maps of the averaged velocity from the ensemble
of trajectories. The dashed line represents the
shore line.
articularly on day 4, the drifters
seem to spread by accelerating and
then to cluster again while their velocities decrease. A general feature
which has been observed is that the
velocities are higher when the cluster diverges in the cross-shore direction whilst their values decrease
when the cluster converges back
together in the proximity of the
breaker zone.
8
400
m
direction. The general drifting is
towards north parallel to the shoreline; in the cross-shore direction,
shoreward and seaward movements
are visible, corresponding to expansions or contractions of the cluster.
P
550
T
he clustering shows the presence
of mean cross-shore currents that
converge towards the breaker line,
these currents aren’t very strong but
they are persistent and continuously
recall the drifters on the breaker line, both the ones that surfed towards the beach as well as the ones
that went offshore.
A
mean cross-shore profile of the
longshore velocity field was calculated and it is shown in Fig.5. The
profiles are coherent with the theoretical form predicted by LonguetHiggins (1970) with velocities gradually decreasing as we reach the
shore on one side and the outer edge
These
values are
0,8
coherent with the
breaker line
shoreline
values of the disperday1
0,6
sion found by Joday2
hnson (2004) for Kx
day3
0,4
day4
and Ky, 0.2 and 0.3
m2s-1
respectively
considered that those
0,2
values were calculated for σ = 10 m;
0
450
470
490
510
530
550
570
while the compari[ m]
son with TakeawaFig.5 Longshore velocities profiles averaged ove
ka’s (2003) measuall drifters data in the longshore direction
rements of 0.025
m2s-1 for Kx is more
of the breaker zone on the other.
While the cross-shore position of arduous because he calculated his
the maximum for each day shifts dispersion coefficient assuming a
closer to the breaker line as the lon- Fickian diffusion process for a dye
cloud of 5 m size (σ = 5 m). There
gshore current is stronger.
are no other published direct meaCluster dispersion
surements of the dispersion in the
he confidence interval of the K surfzone that we are aware of.
values is 0.756±0.330 m2s-1 with a
t is to be noticed that the values
confidence level of 95%. For Kx of the dispersion are higher in the
and Ky the confidence intervals are longshore than in the cross-shore
respectively: 0.935±0.599 m2s-1 and so that the drifters disperse more
0.965±0.495 m2s-1 with 95% of along the beach then across the surconfidence level. The uncertainty fzone. In fact the dispersion in the
on the Kx values is more significant cross-shore is limited by the two
because in the cross-shore direction boundaries of the shore on one side
the data scatter is more substantial and of the breaker line on the other
due to the surfing events.
while in the longshore there are
T
I
Day4 Run1
Day4 Run1
2500
Variance
Variance x
Variance y
900
850
2000
750
Variance [m2]
Metres [m]
800
700
1500
1000
650
Ky=1.669
600
K=0.936
Kx=0.203
0
500
450
500
550
Metres [m]
0
50
100
150
200
Time [s]
250
300
350
Fig.6 On the left, trajectories of the drifters for the first deployments on day
4. The dashed line represents the shoreline and the pointed line the
cluster centroid’s trajectory. On the right, the dispersion of the cluster
for the same event and the values of the dispersion coefficient.
9
The values of the dispersion are
extremely small if compared with
the ones used in numerical models
in the open ocean for example,
which vary from 1 to100 m2s-1. But
again the presence of the boundaries limits the growth of the dispersion values and the time scales are
usually extremely different.
The analysis of the cluster dispersion leads often to the same observations made on the trajectories
and the velocities: in Fig.6 the first
deployment of day 4 of experiments is taken as exemplar to illustrate the cluster dynamics. We can
classify three stages:
1. from 0 to 150 sec and covering
a length of about 100 m, the
drifters persist together moving
along on the breaker line; the
variances in the cross-shore
and in the longshore direction
are both low and there is very
low dispersion.
2. from 150 to 225 sec and on a
length of about 200 m, a wave
event enhances the turbulence
and the dispersion. The dispersion is stronger in the
cross-shore direction but it increases also in the longshore.
3. from 225 to 350 sec and on a
length of 200 m the drifters are
brought back by the crossshore currents in the breaker
line zone thus the dispersion in
the cross-shore direction decreases, while the longshore
dispersion starts to increase
rapidly for the shear of velocities in the cross-shore direction.
As said at the previous paragrapf
500
550
practically no boundaries.
periods of clustering follow periods of spreading of the drifters,
the interval between them and
their duration are dependent on the
waves and wind conditions.
Day1
1
10
Day2
2
10
1
10
0
10
K
1.1188
K
0.1025σ
0
10
0.1046σ1.1629
0.0529σ1.2060
−1
10
0.0497σ1.4181
−1
10
Kx
Ky
Cross−shore least squares regression fit
Longshore least squares regression fit
−2
10
0
−2
10
1
10
10
1
2
10
10
Day4
2
10
10
1
1
10
10
0
10
K
K
0
10
Day3
2
Kx
Ky
0
10
0.1183σ1.0245
0.0339σ1.7907
1.5027
0.0341σ
−1
−1
10
10
1.5955
0.0321σ
−2
10
0
Kx
Ky
1
10
−2
10
10
Kx
Ky
0
1
10
10
Fig.7 Cross-shore and longshore dispersion coefficients versus standard deviation for the experiments on day1 to 4.
The dispersion coefficients were averaged in one metre bins of st. dev. Of cross-shore and longshore separation.
Dispersion scale dependence
All mechanisms responsible for
turbulent dispersion can be lumped
into a single empirical law:
Richardson’s (1926) law of diffusion or 4/3 power law:
K = cε 1 / 3l 4 / 3
where the dispersion coefficient K
is related to the length of scale l
through a 4/3 power exponent; c is
a constant and ε is the rate of turbulent kinetic energy dissipation.
Whether in the atmosphere or in
the open ocean, this equation allows a unifying approach to the
dispersion phenomena (Okubo,
1971), but since the basic concepts
involved in the law is that the eddies responsible for the horizontal
spread of substance are locally isotropic and homogenous, it is surprising that the same approach
could be use for the dispersion in
the surfzone whose turbulence field
is neither isotropic nor homogeneous. The dispersion coefficients K
are plotted versus the scale of diffusion represented by the standard
deviation σ in the diffusion diagrams of Fig.7.
Though the data show a consistent scattering, the scale dependence of the dispersion appears
clearly. The confidence intervals at
a 95% level for the power law exponents of the least square regression fit lines are found to be:
a = 1.245±0.299 for the total
dispersion
ax=1.364±0.215 for the dispersion in the cross-shore direction
ay = 1.332±0.256 for the dispersion in the longshore direction
The exponents are very close to
4/3 which is a verification of the
fact that the 4/3 power law remains
valid independently from the details of the small or large scale flow
10
Summary and Conclusions
This investigation of the dispersion
in the longshore current field of the
surfzone has allowed to estimate:
the velocities field of the longshore currents.
the rate of dispersion in the surfzone.
the power law exponents of
Richardson’s equation.
The analysis of the velocities has
permitted the observation of mean
cross-shore currents convergent
towards the breaker line which
means seaward in the surfzone and
shoreward in the outer edge of the
surfzone; these currents are weak
and easily overwhelmed by the
turbulence enhanced by the arrival
of waves but still persistent and
their action provokes clustering
axed on the breaker line.
D
ispersion coefficients are found
to be of the order of 0.1 m2/s, which
is an order of magnitude higher
compared to the coefficients used
for example in the modeling of the
surfzone by Rodriguez et al.(1995)
and also in the work by Takeawaka
et al .(2003) but they are coherent
with the values measured by Johnson (2004) in similar oceanographic
conditions. The wave and wind climate has a major influence on the
values of these coefficients and the
highly energetic conditions in which
most of the field work has been
completed explains the magnitude
of the scatter.
Finally scale dependence up to the
width of the surfzone has been represented through the diffusion diagrams first conceived by Okubo
(1974). Richardson‘s (1926) 4/3
power law has revealed its validity
independently from the oceanographic or atmospheric conditions
and from the small scale details of
the turbulence. In fact the eddies in
the surfzone caused by wave breaking are far from being isotropic or
homogenous.
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12
V
ibroflottazione di riempimenti a
mare realizzati con materiale proveniente da attività di demolizione
di A. Gambi, M. Lenzi e M. Camparini (3)
Premessa
Il 18 marzo 2005 si è tenuta A Genova una Giornata di Studio dedicata alle tecniche di vibrocompattazione profonda in ambito portuale e
marino. La giornata è stata organizzata dalla Keller Fondazioni in
collaborazione con l’Ordine degli
Ingegneri della Provincia di Genova e con l’AIOM, ed ha visto una
folta partecipazione di tecnici progettisti e geotecnici. Nel corso della
Giornata sono state presentate varie memorie relative ad applicazioni
pratiche in ambito portuale e per
gentile concessione degli organizzatori abbiamo il piacere di presentare in questo numero quella relativa
ad un intervento di ampliamento di
aree di cantieristica nautica nel
porto di La Spezia.
Introduzione
In campo portuale i riempimenti a
mare eseguiti con riporto di materiale arido naturale o proveniente
da demolizione di costruzioni necessitano di un trattamento di compattazione profonda per conseguire
omogeneità, resistenze e rigidezze
adeguate alla destinazione d’uso
delle aree produttive.Riguardo que3
Direzione
Tecnica,
ACMAR di Ravenna
Gruppo
Foto 1 - Vista da mare delle palancole e del riempimento.
sto ambito tecnico nella memoria si
analizzano i criteri di progetto, i
requisiti di accettazione del materiale per il riempimento, le modalità di compattazione, i risultati dei
campi prove e quelli effettivi conseguiti mediante vibroflottazione
nei lavori di ampliamento del Cantiere Nautico SLYS (Spezia Luxury Yacht Service) sito nel porto
di La Spezia e di proprietà del
Gruppo Ferretti di Forlì.
riporto che senza apporto di energia meccanica si addensa sotto il
solo peso proprio efficace. Al fine
di migliorare le caratteristiche del
riporto idraulico è stato perciò proposto ed effettuato un trattamento
di compattazione profonda mediante vibro-flottazione, individuando
in sede di progetto sia i requisiti
degli aggregati che le tecniche per
il costipamento del riempimento, di
circa 9.00 m di spessore medio.
Il progetto di ampliamento citato Essendo reperibili in zona aggrecomprende l’espansione di aree
produttive in zone originariamente
a mare, da conseguire mediante
l’infissione di palancola-ti metallici
ed il successivo riempimento a tergo con materiale arido sino alla
banchine esistenti radicate a terra
(Foto 1). La operazione di rinterro,
eseguita per progressivo avanzamento da terra con scarico mediante ribaltabili, comporta inevitabilmente assestamenti del materiale di
13
gati C&DW (Construction and
Demolition Waste), ossia di materiale di riciclo ottenuto per frantumazione e successiva omogeneizzazione di materiali provenienti da costruzioni e attività di
demolizioni, è stata considerata
nello specifico tale opzione tenuto
conto sia della difficoltà di reperire
inerti naturali che del volume di
materiale da porre in opera, di oltre
130.000 metri cubi.
L’abbinamento
della tecnica
della vibroflottazione con l’impiego di materiale proveniente da attività di demolizione e l’entità del
volume di riempimento trattato
inseriscono l’intervento in oggetto
nel novero delle applicazioni più
significative di compattazione profonda realizzate recentemente in
Italia [6].
Requisiti di progetto
Le caratteristiche principali del
progetto di ampliamento sono
schematicamente riassunte nella
planimetria riportata in fig. 1, nella quale sono evidenziate le aree1
di espansione a mare. Tra gli obiettivi fissati dal progetto di ampliamento l’utilizzo delle aree
produttive imponeva requisiti impegnativi dovendo il riempimento
far fronte a:
carichi rilevanti circolanti sui
piazzali e sui corona-menti
delle banchine durante le operazioni di varo dei natanti
(Travell con portata sino a
3000 KN) ;
stoccaggio di materiale a tergo
delle banchine (sovraccarico
di 30 KPa);
carichi rilevanti trasmessi alle
fondazioni dei capannoni industriali (2400 KN / plinto)
azione sismica, conseguente
alla
classificazione
con
l’Ordinanza 3274 dell’area in
zona 3.
Fig. 2
Sezione tipica sui pennelli.
Fig. 1 – Planimetria generale dell’intervento.
Il soddisfacimento di questi requisiti era peraltro condizionato
al rispetto dei seguenti vincoli:
forma articolata del contorno
delle banchine;
presenza ed interferenza dei
tiranti di ancoraggio delle
palandole;
garanzia di agibilità dei siti
produttivi, requisito ad alto valore economico in relazione alla qualità dei pro-dotti del cantiere nautico (yacht di lusso).
Allo scopo di conseguire questi
obiettivi è stato eseguito un trattamento generale su tutta l’area di
riporto mediante vibroflottazione,
integrata in corrispondenza delle
fondazioni delle strutture portanti
dei capannoni e dei fabbricati da
Fig. 3
14
colonne di jet-grouting (fig. 2 e 3)
del diametro di 1200 mm e lunghezza di 16 m. L’esecuzione
della vibroflottazione e del jetgrouting è stata affidata alla Soc.
KELLER Fondazioni, con la cui
collaborazione è stato messo a
punto l’intervento illustrato nel
seguito.
Vibroflottazione
Come già indicato il materiale
di riporto posto in opera per avanzamento da terra con scarico
diretto a mare risulta addensato
sotto la sola pressione del peso
proprio efficace e pertanto viene
a trovarsi in uno stato sciolto caratterizzato da una modesta
densità relativa.
Particolare maglia di vibroflottazione (campo
libero e zona tiranti).
N
Fig. 4
Fuso di idoneità della vibroflottazione
Al fine quindi di aumentarne la
resistenza, di migliorarne il comportamento
dinamico
sotto
l’azione sismica (in termini di potenziale di liquefazione) e di incrementarne la rigidezza al fine di
limitare i cedimenti assoluti e differenziali, è stata effettuata nel
corpo del riempimento un trattamento di vibroflottazione con
l’obiettivo di incrementarne in misura sostanziale la densità relativa.
La tecnologia della vibroflottazione ha ovviamente un suo ben specifico campo di applicazione essendo
l’efficacia
dell’addensamento per vibrazione
massima in terreni naturali o in
materiali di riporto la cui curva
granulometrica risulta compresa
all’interno del fuso riportato in fig.
4 (Brown [1], [2]). Tale criterio è
stato quindi quello adottato per la
scelta del materiale di riciclo da
utilizzare per il riempimento, la
cui pezzatura 0-70 mm è stata
scelta dopo ripetute prove di qualificazione illustrate nel seguito.
Definito l’ambito di pertinenza e
di efficacia dell’intervento, si ritiene utile presentare alcuni aspetti
caratteristici della tecnologia unitamente ai valori assunti per i parametri di progetto.
Il
trattamento colonnare di vibroflottazione
consiste
nell’indurre nel terreno granulare
tramite una vibrazione impressa
uno stato di sostanziale liquefazione che riduce a valori minimi
l’attrito interno tra i grani. Al cessare della vibrazione indotta le
particelle si aggregano per gravità
in uno stato tanto più denso quanto maggiore è l’energia impressa
con la vibrazione.
el caso in esame il trattamento
colonnare é stato eseguito adottando uno schema planimetrico a
maglia rettangolare, con vertici
disposti ad interasse variabile da
2.00 m a 3.00 m. La maglia dei
punti di infissione è stata adattata
localmente alla geometria dei
vincoli esistenti rappresentati sia
dalle palancole a mare che dalle
palancole di contrasto, rispetto
alle quali è stata mantenuta per
entrambe una distanza minima di
sicurezza di 3.00 m verificata con
test in sito.
Nelle zone di interferenza con i
tiranti di ancoraggio,disposti ad
interasse di 2.00 m, l’intervento
di addensamento del riempimento
è stato eseguito secondo allineamenti paralleli ai tiranti stessi ed
in asse tra un tirante e l’altro. In
campo libero invece è stata scelta
una maglia quadrata di 3.00 m di
lato sulla scorta dei risultati di un
campo prove eseguito in sito per
tarare l’intervento di vibroflottazione in relazione alla potenza del
macchinario utilizzato, ossia
dell’energia trasmessa e della frequenza della vibrazione impressa,
ed all’assortimento granulometrico del materiale utilizzato per il
riempi-mento e per il reintegro
del volume addensato. Con tali
prove è stata determinata la curva
di influenza del trattamento di vibroflottazione, valutata in termini
di incremento di resistenza alla
punta al variare della distanza dal
punto trattato.
D
a un punto di vista esecutivo
la
vibroflottazione
consiste
nell’inserire, mediante un maglio
montato su un escavatore a fune,
una punta vibrante (vibratory
probe) sino alla profondità massima prevista per il trattamento,
sfruttando la vibrazione del maglio ed il peso dell’utensile (foto
2).
Foto 2 – Punta vibrante Vibro S300 Keller.
15
Foto 3 Fase di vibroflottazione con reintegro di materiale. Foto 4 Materiale di riciclo utilizzato per il riempimento.
Una volta raggiunta la profondità Sulla base di quanto illustrato ed
di progetto la punta viene messa in
vibrazione nel piano orizzontale
dalla rotazione di una massa eccentrica, su di essa calettata. La punta
vibrante viene fatta risalire lentamente provvedendo nel contempo
al riempimento del foro con materiale arido per compensare la riduzione di volume conseguente
all’addensamento del terreno. Nel
caso in esame il mezzo vibrante
impiegato, denominato S300, sviluppa una potenza di 150 KW ed
una forza centrifuga di 300 KN.
Durante la fase di infissione della
camicia d’acciaio e durante la fase
vera e propria di vibroflottazione è
stata utilizzata anche acqua in pressione al fine di rimuovere dal terreno le parti più fini, di peggiori
caratteristiche geotecniche, sostituendole con il medesimo materiale inerte C&DW utilizzato per il
riempimento (foto 3-4), ma di pezzatura maggiore (30-100 mm). Il
criterio per selezionare il materiale
di reintegro è consistito nel verificare che il numero di idoneità proposto da Brown [3] soddisfi la:
⎡ 3
1
1 ⎤
N = 1.7 ⎢ 2 + 2 + 2 ⎥
⎣ D50 D20 D10 ⎦
1/ 2
< 20
nella quale D50, D20 e D10 sono le
dimensioni in millimetri del passante al 50%, al 20% e 10% ai setacci ASTM. Il numero di idoneità
del materiale utilizzato è risultato
mediamente pari circa a 10.
in relazione alle modalità esecutive
della vibroflottazione risulta chiaro
che l’addensamento massimo nel
materiale di riempi-mento si verifica in corrispondenza della verticale
del punto di infissione della punta
vibrante e si riduce man mano che
ci si allontana da questa in direzione radiale. La compattazione conseguita in un dato punto della maglia risulta poi dal cumularsi degli
effetti indotti nel riporto dal costipamento effettuato nei vari punti di
infissione della punta vibrante.
L’addensamento risulta pertanto
massimo in corrispondenza dei
punti trattati e minimo nel baricentro della maglia elementare scelta
per il trattamento.
grande influenza la natura del materiale di riempimento, l’energia
impressa
(misurata
tramite
l’amperaggio assorbito), la frequenza di vibrazione orizzontale
indotta, la metodologia utilizzata
per il riempimento (ossia la densità
relativa iniziale), la quota della falda (terreno saturo o immerso), la
percentuale di materiale fine e la
pressione efficace di confinamento.
Per valutare quantitativamente in
sede di progetto l’efficacia
dell’intervento di vibroflottazione
si possono utilizzare correlazioni
reperibili in letteratura, che consentono di individuare la curva di influenza del singolo intervento (Fig.
6) , nota la quale si può poi ricavare per sovrapposizione l’efficacia
complessiva del trattamento in un
dato punto (fig. 7).
Fig. 6
Curva di influenza della
vibroflottazione.
Fig. 7
Sovrapposizione degli effetti di vibroflottazione.
Peraltro la curva di influenza risente di molteplici fattori e può essere definita con precisione solo in
via
sperimentale
essendo
l’aleatorietà dei parametri decisiva
sull’efficacia della vibroflottazione.
Tra questi hanno, in generale,
16
Fig 8
Campo prove: Resistenza prima e dopo la vibro- Fig 9
flottazio in prossimità delle colonne
Alla luce di queste considerazioni
ed al fine di sostanziare le scelte
progettuali, è stato programmato ed
eseguito un campo prove in sito
con verifica del grado di addensamento raggiunto mediante prove
penetrometriche dinamiche eseguite prima e dopo il trattamento di
vibroflottazione, a varie distanze
dall’asse di infissione della punta
vibrante, procedendo secondo la
filosofia del Design by Testing.
Il risultato delle prove preliminari,
espresso in termini di resistenza
alla punta, ha fornito indicazioni
sia di tipo diretto, relative
all’incremento di resistenza, che
indiretto, relativamente al grado di
addensamento ottenuto, come illustrato in dettaglio nel seguito in sede di valutazione dei risultati. Le
prove penetrometriche comparative
sono state inoltre effettuate anche
dopo alcuni giorni dal termine del
trattamento colonnare al fine di verificare l’influenza della dissipazione delle sovrappressioni interstiziali generate dalla operazione di
vibroflottazione senza peraltro verificare incrementi apprezzabili di
resistenza, diversamente da quanto
è sovente riscontrare nei ter-reni
Campo prove : Resistenza prima e dopo la vibroflottane al centro della maglia elementare
naturali. Ciò è imputabile alla
mancanza di significative frazioni
coesive o cementanti nel materiale
di riporto.
Requisiti del materiale di riempimento
Per la caratterizzazione e la selezione del materiale di riempimento si è fatto diretto riferimento alla norma tecnica UNI 10006,
ancora in vigore durante i lavori,
“Costruzione e manutenzione delle strade: Tecnica di impiego delle terre” - Aggiornamento 2002
ed in particolare dell’Appendice
A:“Aggregati provenienti dalle
attività di demolizione e costruzione e dalle loro miscele con rifiuti minerali recuperabili per
impieghi stradali ed assimilati:
Requisiti”. Tale norma riportava
appunto i requisiti richiesti per
l’accettazione
del
materiale
C&DW per impieghi in campo
stradale, nei riempimenti e nelle
colmate relativamente sia alla
provenienza delle materie prime e
secondarie che alla granulometria
e alle caratteristiche meccaniche
del prodotto omogeneizzato .
17
I
materiali provenienti da attività
di demolizione contengono in
prevalenza materiali litici, pietrisco, calce-struzzi, laterizi, ecc. di
cui debbono possedere una adeguata percentuale in massa
(>70%), limitati quantitativi di
materiali minerali di cui è ammesso il recupero nel corpo stradale (<25%) e di materiali silicei
(<15%), con esclusione di materiali deperibili, metalli e materie
plastiche di cui sono ammesse
complessivamente solo percentuali ridottissime (<0.3%). Il fuso
granulo-metrico ammesso per i
materiali C&DW in base alla vagliatura ai setacci da 63 mm, da 4
mm e 0.075 mm risultava affine a
quello di una terra naturale classifica-bile come A1b, essendo la
percentuale di passante al setaccio da 0.075 mm inferiore al 25%
e l’indice plastico inferiore a 6.
La
caratterizzazione meccanica
risulta in ogni caso necessaria qualora l’impiego del materiale ne
comporti il costipamento, come nel
caso in esame, ed al riguardo sono
state fissati i limiti di accettazione
per la prova di abrasione (prova
Los Angeles), la prova di produ-
Tab. I
Requisiti di progetto del materiale proveniente da C&DW
zione di finissimo (che fornisce
un’indicazione della tendenza alla
frantumazione del materiale sotto
l’azione dei mezzi costipanti), e la
valutazione dell’indice CBR che
fornisce un’indicazione sulla capacità portante del materiale costipato
in base alla resistenza alla penetrazione di una punta infissa in provini saturi dopo 4 giorni di imbibizione in acqua, ritenuta significativa tenuto conto dell’impiego del
materiale per riempimento idraulico. I requisiti di accettazione stati
quindi fissati come segue:
Provenienza e granulometria
Provenienza : Materiale riciclato C&DW (Allegato A UNI 10006 – 2002)
Classificazione: A1b (UNI
10006 – 2002)
Granulometria: 0-70 mm per il
riempimento da quota fondale
a quota piazzale e 0-30 mm
per il pacchetto di stabilizzato
Tab. II Prove di qualifica del materiale di riempimento
Caratteristiche meccaniche
Prova Los Angeles: b 45
Produzione di finissimo per
costipamento: < 5%
Indice CBR su provino saturo 15
Modalità di Costipamento
0-70 mm: vibroflottazione del
riempimento da quota fondale ( –
8.00 m) a quota +1.05 m
0-70 mm: compattazione del
pacchetto di sottofondo con rulli
vibrante (da +1.05 m a +1.50 m)
0-30 mm: compattazione del
pacchetto di stabilizzato con rulli
vibranti (da +1.50 m a + 1.80 m)
In Tab. I è riportato il dettaglio dei
requisiti fissati in sede di progetto.
Prove di caratterizzazione del materiale
Definiti i requisiti di accettazione
per il materiale di riempimento a ma-
18
re è stato scelto il riciclo prodotto
nell’impianto di macinazione ed
omogeneizzazione
della
Soc.
INERTECO di La Spezia, materiale
che è stato ripetutamente campionato
sia in sede di qualifica che durante
l’esecuzione dei lavori.
Il materiale omogeneizzato è risultato equivalente in termini granulometrici e di indice plastico ad un materiale A1a (UNI 10006-2002) rispondendo alle prescrizioni di capitolato che prevedeva l’impiego di
materiale classificato A1a o A1b.
Nello specifico sono state determinate le seguenti proprietà fisicomeccaniche:
analisi granulometrica
dimensione
massima
dell’aggregato
percentuale e natura delle parti
fini (passante setaccio 0.075 mm)
indice plastico
densità massima (Prova AASHO
Modificata)
indice C.B.R. su provino saturo
percentuale di produzione di finissimo
perdita per abrasione (prova Los
Angeles)
percentuale di sostanze estranee
Le
prove fisiche e meccaniche
sono peraltro idonee a caratterizzare meccanicamente un materiale da
costipare mediante con rulli vibranti. Tenuto conto delle modalità di
addensamento per vibroflottazione,
al fine di simularne l’effetto, sono
state effettuate presso il Laboratorio Geomeccanico di Pesaro anche
prove con tavola vibrante su provini immersi delle pezzature 0-30 e
0-70 mm su, con i risultati riportati
in Tab. II. Le prove sono state eseguite a frequenza costante di 60 Hz
variando l’ampiezza della oscillazione impressa. Come si può notare l’efficacia della vibrazione è evidente come mostra la marcata variazione di densità massima
raggiunta.
Per quanto concerne i controlli in
corso d’opera, dopo la caratterizzazione iniziale del materiale, la frequenza del controllo è stata effettuata mediamente ogni 20.000 cubi
di materiale fornito utilizzando i
medesimi criteri.
Prove preliminari
in corso d’opera
D
efinite le caratteristiche dei materiali di riempimento e le modalità
dei controlli, la fase successiva è
stata la scelta delle modalità di compattazione. Per tarare l’efficacia del
trattamento è stato eseguito un campo prove variando l’energia
immessa, la dimensione della maglia e la pezzatura del materiale di
reintegro. Le variazioni delle caratteristiche meccaniche del terreno
vibrocompattato sono state controllate con prove penetrometriche dinamiche effettuate con un maglio da
50 kg rilasciato da un’altezza di
1.00 m, misurando l’avanzamento
ogni 10 cm della punta conica di
un’asta avente diametro di 45 mm.
Le prove sono state eseguite a varie distanze dai punti di infissione
delle punti vibranti e nel baricentro
nella maglia elementare, sia prima
del trattamento di vibroflottazione
che dopo l’esecuzione di un numero adeguato di colonne attorno alla
maglia campione.
I risultati ottenuti sono riportati in
fig. 8-9 e si riferiscono ai valori di
Fig. 10 Resistenza alla punta in sito prima del trattamento - punto di vibroflottazione
colpi del penetrometro dinamico
relativi alla verticale prossima al
punto di vibroflottazione (densità
massima) ed al centro della maglia
(densità minima). Come si può notare il trattamento risulta sufficientemente uniforme lungo tutta
l’altezza trattata mentre, come da
ipotesi, l’efficacia si riduce muovendosi lungo la diagonale sino al
centro della maglia campionata.
Su entrambe le verticali si evidenzia
invece il marcato incremento di resistenza rispetto alla situazione prima
del trattamento di addensamento.
Come si può notare la resistenza media riscontrata prima del vibroflottazione è risultata dell’ordine di
1-3 colpi/10 cm di affondamento
mentre dopo il trattamento è risultato
dell’ordine di 10-13 colpi/10 cm di
affondamento. I risultati del monitoraggio eseguito invece nel corso dei
lavori ed effettuato sempre mediante
esecuzione di prove penetrometriche
dinamiche, sono riportati in fig.1011-12-13. I risultati ottenuti nel campo prove sono simili a quelli del
campo prove, con valori medi delle
resistenze nel terreno trattato
dell’ordine anche in questo caso nel
baricentro della maglia elementare di
10-13 colpi/10cm di affondamento.
Fig. 11 Resistenza alla punta in sito dopo il trattamento – punto di vibroflottazione..
19
Fig. 12 Resistenza alla punta in sito prima del trattamento – baricentro maglia elementare..
Interpretazione
dei risultati
L’efficacia della vibroflottazione
può essere valutata concretamente
solo in termini di incremento percentuale della resistenza alla puntaIn termini indiretti l’efficacia del
trattamento può essere valutata tramite correlazioni che forniscono
una stima della densità relativa conseguita. Va peraltro tenuto presente
a questo riguardo che accanto ad
evidenze sperimentali che mostrano
con chiarezza come la densità relativa sia correlata, sia per i terreni naturali che per i materiali di riporto,
alla resistenza alla punta, N’SPT ed
alla pressione efficace verticale, σ’v,
e che per una data profondità aumenti al crescere della resistenza
dinamica offerta dal terreno, le correlazioni che legano la resistenza
alla punta alla densità relativa risultano intrinsicamente empiriche e
fortemente dipendenti dalle caratteristiche del penetrometro utilizzato.
Fatta questa doverosa annotazione,
nel seguito si riporta il criterio utilizzato nel caso in esame per la stima della densità relativa raggiunta.
Tra le correlazioni esistenti si è fatto
riferimento a quel-la proposta da
Fig. 13 Resistenza alla punta in sito dopo il trattamento – baricentro maglia elementare.
Bazaara [4] che nell’ambito dei valori di pressioni efficaci in esame,
inferiori a 75 KPa , propone la eguenterelazione:
0.5
'
D R = [N SPT
/ 20(1 + 0.04σ V' )]
nella quale:
'
N SPT
= 15 + 0.5( N SPT − 15 )
rappresenta il numero di colpi corretto per terreni sotto falda, essendo
NSPT il numero di colpi registrato in
assenza di falda di una prova SPT.
Le prove penetrometriche di controllo sono state eseguite impiegando, come ricordato, un penetrometro
da cantiere a punta conica seguendo
la procedura tedesca. Per poter far
uso diretto della correlazione indicata da Bazaara occorre definire una
correlazione tra il numero di colpi
necessari per l‘avanzamento del penetrometro dinamico SPT, che è costituito da un’asta con fondo aperto,
con il numero di colpi registrato dal
penetrometro utilizzato in cantiere.
Quest’ultimo, utilizzando un peso di
50 kg con caduta di 1.00 m, ha la
medesima energia di impatto del
penetrometro SCPT, a punta conica
tipo Meardi-AGI, che impiega un
peso di 73 kg con caduta da 0.70 m.
Pertanto, essendo eguale l’energia
di impatto si è assunto in via semplificata la relazione proporzionale
all’affondamento:
20
N 30' ( dpsh ) = 3N10'
essendo N’30(DPSH) il numero di colpi
necessari
per
produrre
l’avanzamento di 30 cm di un penetrometro tipo Meardi ed N’10 il numero di colpi registrato con il penetrometro
di
cantiere
per
l’avanzamento di 10 cm.
Per completare la correlazione occorre poi definire il legame tra le
prove SPT e le prove SCPT. A tal
riguardo si è fatto riferimento agli
studi condotti da Goel e alle indicazioni fornite da pubblicazioni dello
Studio Geotecnico Italiano relative a
prove in banchi di sabbie e ghiaie a
cui si può assimilare il riempimento
esegui-to. Le relazioni proposte forniscono valori nel range:
N 30' ( DPSH ) = 0,50 ÷ 1.00 N SPT
con valore suggerito di 0.6 ( Cestari
[4]) e con valor medio di 0.75, assunto in via conservativa nel seguito
come limite superiore. Ne consegue
pertanto che la correlazione cercata
tra prove in campo e prove Standard
Penetration Test è indicativamente
la seguente:
'
N SPT
≅ 4 ÷ 5 N 10'
I
n fig. 14 sono riportati in funzione
della profondità e per una densità
relativa pari all’80%, il numero di
Fig. 14 – Correlazione tra profondità e densità relativa. Fig. 15 Prova di carico su colonne di jet-grouting
colpi necessari per l’affondamento
di 30 cm. Come si può notare dal
confronto con i diagrammi penetrometrici, il valore medio di densità
relativa, stimato all’interno della
maglia elementare tramite le densità
in prossimità del punto di infissione
(DR,max) e del baricentro della maglia
(DR,min)mediante la relazione:
D R ,m = (2 D R ,max + D R ,min ) / 3
risulta elevato, rendendo evidente
l’efficacia della vibroflottazione.
Tale conclusione è confortata anche
dai risultati ottenuti nel corso delle
prove di carico (Fig. 15) spinte a
2400 KN con cedimenti millimetrici
eseguite su plinti fondati su colonne
di jet-gouting che risultano,
all’ispezione visiva, molto più compatte e regolari di analoghe colonne
eseguite nella parte di riempimento
non trattato a tergo delle banchine
esistenti. Analoghe conclusioni si
deducono anche dalla permeabilità
degli scavi diretti eseguiti sotto la
quota della falda durante la costruzione dei plinti di fondazione.
Conclusioni
L’intervento
illustrato evidenzia
la complessità delle tematiche cui
occorre fornire soluzione tecniche
quando si attivano progetti e realizzazioni che per la loro rilevante dimensione fisica costituiscono una
infrastruttura produttiva di larga scala, dimensioni a cui risultano proporzionali anche le conseguenze e
l’impatto degli interventi. Nel caso
di
studio
va
sottolineata
l’importanza strategica dell’opera di
contenimento a mare e delle metodiche di posa in opera dei materiali
di riempimento. Dalla cura e
dall’attenzione a questi aspetti dipende in larga misura il buon esito
dell’intervento, il corretto utilizzo
del sito produttivo, l’impiego efficace delle infrastrutture e dei fabbricati e più in generale la sicurezza
d’uso e l’impatto ambientale.
Va evidenziato, inoltre, come interventi di questa importanza e di
questa scala possano essere progettati ed eseguiti correttamente solo se
accompagnati da una fase sperimentale in campo, adeguatamente registrata ed interpretata, che consenta
la decisiva “messa a punto”
dell’intervento. In altri termini la
fase tecnica non si esaurisce con la
sola ideazione ma, al contrario, risulta fondamentale anche quella,
successiva, in campo come necessario complemento alla validazione
delle scelte progettuali. Nel caso illustrato appare innovativa la proposta e la realizzazione di un intervento in grado di coniugare tecniche di
miglioramento dei terreni in sito e
l’impiego di materiale per riempimento ottenuto dalla macinazione di
prodotti provenienti da demolizioni.
Ciò comporta l’indubbio vantaggio
di fornire soluzioni all’impiego di
questi materiali riducendo l’impatto
ambientale complessivo, viceversa
21
significativo dovendo in alternativa
utilizzare rilevanti quantitativi di
materiali provenienti da cava e conferire a discarica il materia-le di risulta delle demolizioni.
Ringraziamenti
Gli Autori desiderano ringraziare
ing. Eduard Falk, dott. Marco Vidotto e dott.Massimo Contini della
Soc. KELLER Fondazioni, per la
preziosa e qualificata collaborazione.
Riferimenti bibliografici
[1] Esrig/Bachus, editors Deep Foundation Improvements: Design, Construction and Testing, American Society for Testing and Measurements,
Philadelphia, 1991- Proceedings:
- Castelli, R. J. Vibratory Deep Compaction of Underwater Fil - Massarch,
K.R. Deep Soil Compaction Using Vibratory Pro-bes
- Neely,W., Leroy, D. Densification of
Sand Using a Variable Frequency Vibratory Probe
[2] Brown, R.E. Vibroflotation compaction of cohesionless soil ASCE,
JGED, GT12, 1977
[3] Garassino, A., Pasqualini, E. La
Vibroflottazione Metodi per il miglioramento dei terreni 10° Ciclo di Conferenze di Geotecnica di Torino, 1981.
[4] Cestari, F. Prove geotecniche in
sito Ed. Geograph, Milano, 1996.
[5] Tanzini, M. L’indagine geotecnica
Ed. Flaccovio, Palermo, 2002
[6] AA.VV. Applicazioni dele tecniche
di vibrocompattazione profonda in ambito portuale e marino Atti del convegno organizzato da Keller Fondazioni,
Genova, Marzo 2005.
22
C
ongressi
“In Italia e all’estero”
31° PIANC Congress
Estoril (Portugal), 14-18 May
2006
The
Portuguese Organizing
Committee of the 31st PIANC
Congress (PIANC 2006) and the
Portuguese Section of PIANC are
very pleased to invite to attend the
31st PIANC Congress. The venue
will be the new Congress Centre in
Estoril, a very well known touristic
place about 20 km west of Lisbon,
famous for its casino.
More than 200 presentations by
authors from around the world will
be included in the technical programme in four parallel sessions. It
is proposed to allocate a total of 20
minutes to each presentation including 5 minutes for discussion. Certain topics may be best shown in a
poster presentation. The posters will
also be published in the Proceedings. The Congress topics are:
1 Inland navigation, waterways
and ports
Ships, shipbuilding, navigation: Special ships for transport within short distance;
Container transport with
inland vessels as part of
transport chain; Experiences
with River Information Services (RIS).
Inland waterways (design,
construction, maintenance,
operation): River improvement and flood control in relation to navigation; Safety
of lateral flood embankments
(geotechnical safety analysis,
supervision and control);
Bank protection (problems of
ship collision, investigation
of stability problems, new
constructions, sealing)
Locks, weirs, ship lifts: New
construction methods for
concrete and steel structures
and their foundations; Experiences with special lockgates and filling/emptying
systems; Repairing old structures and repairing structures
under operation; Planning
and experiences with the operation of new ship lifts.
Ecological aspects of inland
navigation: Consequences of
environmental legislation for
inland navigation and waterway planning and maintenance; Implementation of the
European Union Water
Framework Directive
2 Maritime navigation, seaways
and seaports
Container transport: Safety
and security aspects, incidents of ships; Sea transport
and short sea shipping as part
of the multi-modal transport
chain; Development of ship
dimensions, approach channels and port infrastructures
Seaways, channels, coastal
engineering: Consequences
of very large ships for the infrastructure and port management; Flood protection.
Ports (infrastructure, man-
23
agement,
transshipment):
Port security in a changing
world; Changes in the requirements of ports and their
hinterland connections; Ports
as service and logistic centres; Port master plans.
Ecological aspects in port
planning and development:
Green ports (lessons to be
learned); Port-sate-control;
Port environmental legislation and port development
Port development in countries in transition: Strategic
planning; Innovative planning; Direct and indirect viability.
3 Environmental issues
Dredging and beneficial use
of dredged material: Contaminated sediments; Life
cycle issues; (Regional)
sediment management.
Sustainable
navigation:
River management; Coastal
development; Balancing environmental and economic
aspects.
Structures in marine environment: Demands for special structures (construction,
operation); Consequences for
the environment; Safety aspects for the navigation and
the structures; Life cycle issues, regulatory concerns.
Shipping: Ballast water; TBT
paints.
4 Recreational navigation
Changing demands for marinas and other recreational
navigation facilities (conclusions for design and operation): Disabled and aging users; Large sport navigation
events; Congestion and competing use of recreational and
commercial vessels.
Re-development of old harbour areas for marinas: Experiences
with
publicprivate-partnership.
Security in marinas
A
special Young Professionals
Award (3 levels) will be organized
for authors born after 1 January
1972. The award consists of money
prizes of € 1.000, € 500 and € 250.
The authors who want to compete
for this Award must State this intention in the abstract of their paper
and send in their final paper before
1 March 2006.
The
Proceedings will be published in a CD-ROM. Authors
must provide a final version of
their papers/posters no later than 1
July 2006. The deadline for reception of manuscripts is firm and any
manuscript received after the deadline may be returned. The CDROM will be ready for distribution
to congress registrants by 15 October 2006. The Book of Abstracts
will be distributed to registrants at
the beginning of the congress.
A
technical exhibition will be
held at the congress venue to highlight products, services and activities related to PIANC areas of interest. The exhibition area will be
the main meeting point outside the
technical sessions. Participation in
the technical exhibition is open to
all companies and organisations
that provide services in navigation,
marine transportation, port infrastructures and coastal engineering.
Costs of the booths and further information will be available from
the Portuguese Organizing Committee in due time.
T
echnical visits for interested participants will be scheduled for
Wednesday afternoon (17 May).
The visits will include areas of interest in the Tagus estuary, Lisbon’s coastal zone and the Port of
Sines. The Portuguese Organizing
Committee is also considering offering some sporting activities in
that afternoon.
For further information and de-
velopments www.pianc2006.org
or contact: PIANC 2006 Congress c/o Laboratorio Nacional de
Engenharia Civil, Avenida do
Brasil, 101 – 1700-066 Lisboa
Portugal - Phone: +351-218443483 -Fax: +351-21-8443014
e-mail [email protected]
NAV 2006
International conference on ship and
shipping research
Genova, Italy June 2006
Since
1980 CETENA, together
with ATENA, has promoted and
organised the NAV conference,
held in Italy every 2-3 years. Since
its first edition, this conference has
been a successful get-together of
shipyards, ship owners, research institutions and navies. NAV 2006
will take place in Genova next June
21st - to 23th 2006, and the organisers are working to make it a successful event and the occasion for
fruitful discussions about all the
relevant issues regarding ships and
shipping.
Genova
has a glorious past,
having been, for more than ten
centuries, a powerful maritime
republic, with fluorishing commercial activities both in Europe
and in Eastern Countries. The
wealth and power of the golden
genoese era – between XIII and
XVII century – favoured the city
architectural and artistic development creating the important
heritage which has been the reasonof last year’s role of genova
as European Capital of Culture.
The NAV conference is pleased
to come back to Genova after 14
years and to offer the conference
delegates the opportunity to visit
the city which has stepped with
momentum and many new projects into the third millennium.
24
As in the past editions, NAV intends to make the point about the
recent developments of research
and technology in the maritime
area and offer industry, institutions, navies and academia an occasion to meet and discuss the
most relevant naval and maritime
issues.
Papers related to the following
topics will be welcomed:
Ship Modellind and performance prediction:
Physical
and
numerical
modelling in hydrodynamics;
Ship structures;
Structural performances of
advanced materials;
Comfort and ergonomics;
Virtual prototyping;
Ship propulsion
Design – Production technology:
Design for production;
Concurrent engineering
Simulation techniques and
tools;
Robotics application in shipbuilding;
Experimental tools and metodologies;
Ship management and life
cycle costs:
Design for maintenability;
Ship reliability improvement;
Ship automation and innovative devices;
Reduction of the enviromental
impact.
Waterborne transport:
Maritime transport trends;
Port-ship interface:
Harbour design and infrastructures;
Short – sea shipping
Yacht design and performance:
Advanced tools for performance prediction;
Conference Secretariat:
Giovanni Caprino:
[email protected]
Federica Valdenazzi:
[email protected]
25
Notizie
Tavola Rotonda CIS-E: Il
Progetto Adriatico nel sistema idroviario europeo –
La connessione del sistema idrofluviale europeo
con il Mare Adriatico»
4 Luglio 2005
A cura di G. Passoni e M. Gentilomo
La Tavola Rotonda organizzata dal
CIS-E, presso il Politecnico di Milano, promosso dal Prof. Antonio Migliacci, ha riguardato un ambizioso
progetto internazionale: il collegamento
fluvio-marittimo
tra
l’Adriatico ed il Danubio. I Relatori
della Tavola Rotonda sono stati auto-
ratore della Tavola Rotonda è stato:
Pier Giuseppe Torrani, Presidente
AIM (Associazione Interessi Metropolitani).
rità pubbliche, docenti universitari e
professionisti di fama tra i quali,
Giorgio Goggi, Assessore ai Trasporti e Viabilità del Comune di Milano, Paolo Matteucci, Assessore alla
Viabilità, Opere Pubbliche stradali,
Mobilità e Trasporti della Provincia
di Milano, Ugo Majone, Presidente
dell’Associazione Idrotecnica Italiana e Presidente del Consorzio del
Ticino, Carlo Monai, Vicepresidente
del Consiglio Regionale della Regione Friuli Venezia Giulia, Fabio
Semenza, già Assessore ai Trasporti
della Regione Lombardia e già Presidente dell’Ordine degli Ingegneri
della Provincia di Milano, Gianni
Verga, Assessore Sviluppo del Territorio del Comune di Milano. Mode-
Il tracciato dell’idrovia
26
La Tavola Rotonda è stata preceduta da un incontro sul tema cui hanno
partecipato Giovanni Azzone, Prorettore del Politecnico di Milano,
Antonio Migliacci, Presidente CISE, Docente di Progetto di Strutture,
Alberto Franchi, Membro del Comitato Tecnico Scientifico CIS-E, Docente di Scienza delle Costruzioni,
Giuseppe Passoni, Docente di Idraulica Marittima, Flavio Boscacci, Docente di Economia Regionale. Coordinatore: Adolfo Colombo, membro
del CdA del CIS-E, Presidente del
Collegio degli Ingegneri e degli
Architetti di Milano, di ANIAI e
FAST. I dettagli tecnico economici
del progetto sono stati illustrtati dal
prof. Passoni di cui si riporta una
sintesi dell’intervento.
Stralcio della carta geologico del
tratto interessato dalla galleria fluviale e profilo preliminare di
quest’ultima.
Il progetto (di G. Passoni)
L'estensione
del corridoio "Adriatico" verso Nord con una nuova
infrastruttura idroviaria fino al
Danubio, sarebbe il corollario alle
considerazioni esposte dalla Commissione Europea nel Libro Bianco
del 2001. L'idrovia riveste interesse
anche in considerazione di ciò che
altri stati europei (Polonia, Slovacchia, Ungheria e Austria) stanno
facendo riguardo un possibile corridoio idroviario Nord-Sud tra
Stettino, lungo il corso del fiume
Oder, intesecando l'Elba e il
Danubio (vicino a Bratislava),
nonchè in ragione del collegamento, già attivo da diversi anni,
tra Danubio-Meno-Reno (idrovia
Budapest-Vienna-FrancoforteColonia-Rotterdam).
a parte nord dell'Adriatico è
lambita dal Corridoio 5 che poi
prosegue in territorio sloveno e
perciò è opportuno che l'idrovia
Adriatico-Danubio transiti da
Trieste. L’ottimizzazione delle
infrastrutture portuali esistenti è
possibile anche pensando a navi
di medio cabotaggio di tipo ibri-
L
do, in studio da Fincantieri ed alcune già in servizio, atte a navigare in acque interne ed anche in
mare.
Benché
le "condizioni al contorno" siano promettenti, la determinazione del flusso di traffico di progetto per una idrovia e'
pur sempre un problema complesso. Diversi metodi di stima
sono stati adottati allo scopo In
prima ipotesi si è posto che dei
140 milioni di tonnellate l’anno
di merci nel nord Adriatico in navigazione internazionale se ne
possano attirare un 60% e, in seconda ipotesi, il ritenere che
l’ipotetica idrovia sia in grado di
attirare circa il 12-14% del flusso
complessivo di merci trasportate
su idrovia nell'Unione Europea.
Entrambi i criteri conducono ad
una stima di circa 100 milioni di
tonnellate l’anno. Va ricordato
anche che ogni anno almeno 120
milioni di tonnellate transitano i
valichi stradali alpini che collegano l'Italia con Svizzera, Austria, Slovenia e diretti verso l'Europa Centrale (Alpen Transit).
27
Il tracciato preliminare prevede un
primo tratto (120 km) d'idrovia in
sotterraneo, da Trieste sino a raggiungere la Sava. Da qui si potrebbe
raggiungere il Danubio a Belgrado,
e quindi risalire fino a Budapest e
Vienna, navigando per 900 e 1200
chilometri rispettivamente.
Si
potrebbe inoltre realizzare
un’ulteriore idrovia (come già previsto per altre soluzioni), all'uscita
dal tunnel verso la Sava, verso nord
tale da connettersi con la Drava e
quindi innestarsi con canali in parte
già esistenti fino al Danubio a valle
di Vienna. I costi di realizzazione di
questa ulteriore connessione sarebbero ben inferiori rispetto alla parte
in sotterraneo però così facendo
Vienna e Budapest disterebbero da
Trieste di soli 440-460 km circa.
L'idrovia in sotterraneo (Trieste-Sava); La sezione geologica
mostra, per gran parte del tracciato,
rocce abbastanza facili da perforare
anche per sezioni di scavo cospicue
(17.8 metri di larghezza utile interna), tali da poter impiegare tecniche
costruttive consolidate. Lungo il
tunnel (120 km) sono previsti tre
pozzi e due gallerie d’accesso, in
altre parole sei segmenti di scavo in
serie, ciascuno lungo 25 chilometri.
All'intersezione tra pozzi e gallerie
d’accesso vi saranno collegamenti
fra le due gallerie idroviarie e al
centro una galleria di servizio/sicurezza. Tra i pozzi e le gallerie d'accesso vanno previsti altri bypass ogni 4-6 chilometri.
E'
ragionevole pensare che la galleria di servizio sia scavata per prima, quale cunicolo pilota, e rivestita
internamente con la collaudata tecnica TBM, ad una media di 13-14
metri di galleria finita al giorno. Per
le gallerie idroviarie, di dimensioni
maggiori, è prudente assumere una
velocità di avanzamento compresa
tra 1 e 5 metri al giorno di galleria
finita, a seconda della difficoltà di
scavo, cioè in media circa 3 metri al
giorno. Nel complesso le opere civili comporterebbero una durata dei
lavori pari a 12 anni.
I
l sollevamento delle navi in quota
(+140 metri sul livello del mare)
deve avvenire con nave in galleggiamento e, per quanto possibile, in
prossimità del mare. Così facendo si
minimizza il consumo di acqua dolce - limite intrinseco per molte soluzioni, tra cui alcune precedenti che,
per i flussi di traffico attesi, sarebbe
incompatibile con l'ecosistema idrografico sloveno (Isonzo+Sava).
Impianti di sollevamento similari
esistono anche in Europa e capaci di
far fronte a flussi di traffico quali
quelli prima ipotizzati. Il costo di
questi impianti è notevolmente inferiore a quello delle opere civili, e
perciò un eventuale raddoppio, se la
domanda di transiti attraverso l'idrovia aumentasse durante l'esercizio, non avrebbe un importante effetto sul bilancio complessivo.
P
er la movimentazione delle navi
in galleria appare preferibile una soluzione automatica di derivazione
ferroviaria-metropolitana. Ogni nave sarebbe trainata da due coppie di
locomotori elettrici a motori lineari
(2 a prua e 2 a poppa), con binari
sulle banchine in fregio al canale,
dotati di bracci telescopici per "agganciare" la nave in totale automatismo. Così facendo la movimentazione delle navi avverrebbe in totale
assenza di personale sia sulle navi
che sui locomotori (salvo situazioni
di emergenza). Il cunicolo pilota, al
termine dei lavori sarebbe reimpiegato come galleria ferroviaria di
servizio per il trasferimento degli
equipaggi sbarcati-imbarcati alle
sezioni di estremità.
L'idrovia
a cielo aperto (SavaDanubio), dopo aver raggiunto la
Sava, ne seguirebbe il corso quasi
fino a Zagabria, per dirigersi quindi
verso Nord e, superati con una breve galleria o con qualche conca di
navigazione i bassi rilievi del Bilogora, innestarsi nella Drava, alla sua
confluenza con la Mura. L'idrovia
potrebbe proseguire attraverso il canale Principalis-Csatorna (di circa
60 chilometri, già esistente) e, dopo
aver percorso il lago di Neusiedersee, raggiungere il Danubio 35 chilometri a valle di Vienna. Questa
soluzione ridurrebbe la distanze di
Vienna da Trieste a soli 440 chilometri.
I
l costo delle gallerie correnti (una
per ogni senso di marcia) può essere
d'ordine di 38.000 €/m, e quindi per
le due gallerie correnti con le finiture civili si perviene ad un costo di
circa 9 miliardi di Euro. A questi
vanno aggiunti circa 1.0 miliardi di
Euro per i pozzi di sollevamento, le
due gallerie di accesso e i by-pass,
arrivando alla cifra di circa 10 miliardi di Euro. La galleria ferroviaria
di 5.50 metri di diametro al finito
civile si può pensare abbia a costare
2 miliardi di Euro. Il costo degli impianti di sollevamento, con riferimento ad impianti analoghi, si aggira sui 1.5 miliardi di Euro per coppia.
28
N
el complesso le opere civili, ovvero le gallerie complete dei canali
navigabili, i pozzi e le gallerie d'accesso, i by-pass, la galleria di servizio e gli ascensori verrebbero a costare circa 14 miliardi di Euro. Agli
importi precedenti va aggiunto il
costo di tutti gli impianti (aerazione,
illuminazione, sicurezza, ecc.) stimabile in 2 miliardi di Euro.
P
er il canale navigabile dalla
Krka/Sava al Danubio o per la sistemazione dei tratti navigabili (nel
complesso circa 300 chilometri), le
stime sono molto più incerte, ma si
può pensare che, comprese tutte le
attrezzature, le chiuse, i manufatti,
le strutture di sbarco e qualsiasi altro
onere, si possa porre un costo specifico di 10 milioni di Euro a chilometro, così da giungere a 3 miliardi
di Euro.
Per le attrezzature e le opere aggiuntive (340 locomotori di traino/guida, 14 treni di servizio, stazioni, depositi, officine, segnaletica,
edifici gestionali, sistemi di sicurezza, soccorso etc.) le stime sono di
2.5 miliardi di Euro.
Aggiungendo un 10% d'imprevisti, la stima del costo per l'intera idrovia
(Trieste-Sava-Danubio)
giunge a 23 miliardi di Euro.
Per valutare l’ipotetica redditività
dell'investimento sono stati analizzati anche i costi finanziari e di esercizio, in totale assenza di finanziamenti pubblici. Si è supposto che
i pagamenti alle imprese costruttrici
siano uniformemente distribuiti nell'intervallo dei lavori (12 anni) e che
il costo del denaro sia quello corrispondente ad una serie di prestiti
bancari (12) ciascuno con tasso annuo 4% e tempo di estinzione del
debito di 20 anni. Per quanto riguarda i costi di esercizio, l'energia
e' stata stimata in 10 centesimi
€/kWh e il costo del personale (360
unità) in 16 Milioni €/anno.
Per i ricavi si e' fissato un pedaggio di 30.000 €/nave, comunque appetibile rispetto alle attuali alternative modali (con le rotture di carico)
per trasporti lungo la direttrice
Nord-Sud.
In sintesi, se nella idrovia transitassero 100 milioni di tonnellate/anno
si avrebbe che il rendimento finanziario della società di gestione della
infrastruttura raggiungerebbe il 4%
in 35 anni. Qualora però i flussi di
traffico aumentassero a 150 milioni
tonnellate/anno, in virtù della maggiore convenienza economica di
questa via di trasporto, si avrebbe
che il rendimento del investimento
sarebbe del 4% su 24 anni, del 8%
su 30 anni, del 10% su 40 anni, valori di tutto rispetto se raffrontati alle prestazioni di prodotti finanziari
di medio-lungo periodo.
Il commento (di M Gentilomo)
L’interesse della materia oggetto
di queste riunioni è sicuramente
straordinario, tra l’altro, per gli obiettivi del progetto e per le sue dimensioni. Ci limitiamo qui a sottolineare i benefici ambientali, in termini di minori emissioni di gas di
combustione e di scorie in polvere
nell’atmosfera ed in termini di risparmio di energia (kilowattore per
tonnellata chilometro) della trazione
idroviaria rispetto a quella stradale:
in
definitiva
i
vantaggi
dell’operazione nel suo complesso.
Senza entrare nel merito delle strategie economiche e politiche, vi sono poi i benefici potenzialmente diffusi in un’area certamente vasta, da
un’opera di questo tipo: ci riferiamo
– keynesianamente – a quelli per
l’occupa-zione, locale e “lontana”
dai cantieri, e, conseguentemente,
per le economie della nuvola dei
Paesi direttamente o indirettamente
“toccati”.
E’ forse superfluo porre in evi-
denza le caratteristiche di innovazione, di ingegno e di inventiva di
questo ambizioso collegamento fluvio-marittimo tra il sistema idroviario europeo ed il mare Adriatico. (In
proposito va ricordato che
l’ingegneria non riguarda soltanto le
opere cosiddette “dure” ma, con pari importanza e dignità, quelle dedicate ai controlli ed all’esercizio del
nuovo sistema).
Poiché il “Progetto Adriatico” è
certamente un “mega progetto”
complesso (l’importo stimato supera due decine di miliardi di Euro)
sono necessarie - e i promotori
dell’iniziativa ci avranno già abbondantemente pensato –appropriate
analisi di rischio volte a prevenire (e
l’elenco non è limitativo):
- il fallimento, anche parziale, del
raggiungimento degli obiettivi
(funzionali, ingegneristici, della
costruzione, ambientali)
- possibili malfunzionamenti, per
difetti di progettazione, per inadeguatezza o mancato aggiornamento dei sistemi di controllo
e dei monitoraggi (prima, durante, dopo la costruzione e durante
la sua vita di servizio)
- sottovalutazioni nelle analisi di
costo e quindi
- il superamento dei costi
- il superamento dei programmi,
temporali e finanziari
- il superamento dei costi
dell’esercizio e delle manutenzioni
- l’insufficienza di allocazioni per
imprevisti, rischi ed utili del costruttore
- l’inadeguatezza, rispetto al caso
specifico, delle condizioni contrattuali. Idealmente esse dovrebbero riferirsi a nuove forme
di agreement come, per esempio, ma non soltanto, Alliancing
& Partenering, già applicate con
successo in alcuni major project
nel Regno Unito e altrove.
L’obiettivo sarebbe quello di attribuire, pro quota tra committenza e costruttori, le responsabi-
29
lità del Progetto e l’onere di eventuali maggiori costi come pure di ripartire tra di essi le eventuali sopravvenienze attive
- il contenzioso: meglio le “divergenze” tra committenza e costruttori, Ciò in forme diverse
dal “litigio” tradizionale, magari
mitigato in termini di arbitrato:
ideale
potrebbe
essere
l’insediamento di un” Dispute
Resolution Board”
Quanto sopra naturalmente applicato all’intera “vita di servizio”
dell’opera (costruzione, esercizio,
manutenzioni, eventuale dismissione).
L
e raccomandazioni che precedono - forse superflue, o apparentemente ingenue – derivano d’altra
parte dalle esperienze relative a diversi importanti e recenti major project. Un’analisi di tali esperienze
aggiornata al 2004-2005 indica come la crescita dei costi ed il superamento di programmi ed obiettivi
giustifica ampiamente quanto sia
preferibile “arrossire oggi piuttosto
che piangere domani”.
Talvolta gli scostamenti tra preventivi e consuntivi sono di entità
“fisiologica”; in un caso si è (quasi)
raggiunta la perfezione: i lavori
dell’Øresund Link sono finiti in
tempo, senza costi extra e senza
contenzioso (con un’ombra tuttavia:
il traffico reale, nella prima fase di
esercizio, indica che ci sono delle
difficoltà nel ripagamento del capitale investito e degli interessi).
Riassumiamo, nella speranza che
sia di qualche interesse, dati sintetici, consuntivi, relativamente ad alcuni recenti major project:
Il Progetto “Central Artery” di Boston, che è il nuovo attraversamento
stradale della città da Nord a Sud
(per 200.000 veicoli al giorno) è iniziato nel 1995 ed è previsto che termini, dopo cospicui ritardi, nel 2005.
L’importo finale, 15.000 milioni di
Dollari US, è aumentato, rispetto ai
preventivi, del 70 percento.
Il Progetto “Channel Tunnel” è
iniziato nel 1991 ed è terminato nel
1998. L’importo finale è stato 10.000
milioni di Sterline UK; i preventivi
sono stati superati del 70 percento.
Anche in questo caso il traffico reale
è scarso rispetto alle necessità di ripagamento dell’investimento.
I lavori della “Barriera sul Fiume
Schelda Orientale” (Oesterscheldedam), progettata e realizzata in funzione anti-allagamento, sono iniziati
nel 1976 e sono terminati nel 1986.
La Barriera è in servizio dal 1987.
L’importo finale dei lavori è stato
3.370 milioni di Euro; i preventivi
sono stati superati del 10 percento.
Il complesso “Katse Dam”, Lesotho, - un’opera idraulica – è partito
nel 1991, è terminato nel 1997 ed è
entrato in servizio nel 1998.
L’importo finale è stato 440 milioni
di Euro con una crescita, rispetto alle
previsioni, del 60 percento.
La “Barriera di Rotterdam” (New
Waterway) è iniziata nel 1991 ed è
terminata nel 1997. L’importo è stato
380 milioni di Euro; i preventivi sono stati rispettati.
Il collegamento stradale e ferroviario tra Svezia e Danimarca denominato “Øresund Link” è iniziato nel
1996 ed è terminato nel 2000.
L’importo è stato complessivamente
di circa 8 miliardi di Euro; i preventivi sono stati rispettati ma il traffico
reale è scarso rispetto alle necessità
di ripagamento dell’investimento.
Il progetto “Pipeline Alyeska”, Alaska, un oleodotto, è iniziato nel
1974 ed è terminato nel 1977.
L’importo finale dei lavori è stato
2.700 milioni di dollari US; i consuntivi sono stati 2,7 volte i preventivi.
I
l
Progetto
“Ras
Laffan
Terminal” (che è un porto gasiero),
Qatar, è iniziato nel 1991 ed è terminato nel 1996. L’importo finale,
580 milioni di Euro, ha rispettato i
preventivi.
Il Progetto “Thames Barrier” è
iniziato nel 1974 ed è terminato
nel 1980. L’importo finale
dell’opera è stato 1.000 milioni di
Euro. I preventivi sono stati superati
in una misura eccezionale dovuto
agli effetti di una “disruption” a 360
gradi.
Si noti che gli importi sono espressi, se possibile e salvo diverso avviso, in Euro rivalutati (in modo
approssimato) al 2004; le opere
sono di grandi dimensioni, di
pubblica utilità, con impatti
sull’ambiente; la durata dei lavori
varia - compresi extra-tempi riconosciuti o in ogni modo avvenuti da 6 a 9 anni; le informazioni ed i
dati economici raccolti sono
“pubblici”,
ossia
pubblicati:
riguardano i “prezzi” (il prezzo di
vendita
dell’appaltatore
al
committente); i progetti affidati a
“prezzo fisso” non hanno previsto
che il committente o l’appaltatore
assumessero
tutti
i
rischi;
l’esposizione a rischi geotecnici e
geologici varia sensibilmente da
progetto a progetto; la vita di servizio tipica è, con eccezioni, 100 anni.
Simposio su costruzioni in
acciaio con palancole originali Hosch larssern e pareti combinate
organizzato da “Thyssen Krupp
GFT Bautechnik”, Essen e “Masider s.a.s.”, Milano
Venezia San Giuliano, 21
ottobre 2005
A cura di Maria Martino
Ci si aspettava che il simposio avrebbe riscosso un buon successo
anche se non fino al punto di dover
occupare la sala più grande del Hotel Russott per ospitare le 170 persone che vi si erano iscritte. Questa
30
conferma la solidità e la qualità della collaborazione tra Masider e la
sua rappresentata Thyssen Krupp
Gft Bautechnik, come pure il servizio reso da entrambi alla clientela e
ai progettisti.
Le presentazioni sono state molto
interessanti, anche per gli stessi Relatori, che hanno ascoltato con molta attenzione le relazioni dei colleghi.
Un
particolare apprezzamento è
stato dimostrato per le relazioni
dell’ingegner Kai Bohmbach, riguardo alle pareti combinate “Peine” della “Peiner Traeger” (Gruppo
Salzgitter) e del Professor Roland
Krengel, direttore tecnico della
“HSP Hoesch Spundwand und Profil” relativamente alla produzione di
nuovi profili tra i quali quelli a forma di Z, non più con il solo gancio
Hoesch ma anche con gancio Larssen.
U
n’altra relazione, con taglio prevalentemente tecnico, da parte tedesca è stata dedicata ai vibratori
“Mueller”.
Di notevole interesse sono state le
presentazioni dei Relatori italiani.
L’ingegner Alberto Scotti, Presidente della “Technital”, progettista del
“Sistema MOSE”, con lo stile eccezionale che gli è caratteristico, ha
illustrato il progetto in tutti i suoi
molteplici aspetti. Sempre per la
Technital, l’ingegner Guido Fiorini
ha illustrato il progetto dell’Isola dei
Petroli, a Marghera, dove, per la
prima volta è stata applicata a tutta
altezza una guarnizione speciale su
palancole Larssen 430 lunghe mediamente da 24 m.
L’Ingegner Carlo Glauco Amoroso dello Studio Altieri ha illustrato il
progetto eseguito da “AltieriProtecno” del Canale Industriale
Sud, sponda Sud, di Porto Marghera
dove, per la prima volta in Italia
viene impiegata una parete combi-
nata travi e palancole di produzione
Salzgitter la quale, per la prima volta al mondo, viene impermeabilizzata con la guarnizione brevettata
Hoesch.
Tra i presenti, dirigenti di importanti costruttori operanti nella Laguna di Venezia e del Consorzio Venezia Nuova (Concessionario dello
Stato per la salvaguardia fisica di
Venezia e della sua Laguna), in particolare,
ma
non
soltanto,
l’ingegnere Johann Stocker ed il geometra Giorgio Pierucci.
L’ingegner Maurizio Gentilomo,
Presidente di AIOM e persona ampiamente coinvolta nel Progetto della Salvaguardia di Venezia ha accettato di presiedere il convegno, come
del resto già aveva fatto 10 anni fa
(di seguito viene riportato il testo
dell’intervento di apertura dei lavori).
lungo la banchina della “Nuova
Sirma”, i primi elementi di una parete combinata di travi e palancole.
Ha guidato la visita, con uno straordinario apporto di cultura tecnica e
storica, l’ingegner Guido Fiorini.
I commenti dei convenuti raccolti
durante ed alla fine del convegno
sono stati molto positivi.
Intervento di apertura
di Maurizio Gentilomo
I
Gentili Signori
l tutto nella cornice della sala dei
Dogi dell’Hotel Russott, “addobbata” per l’occasione con tavole di
profili di palancole, campioncini di
gargami impermeabilizzati con
guarnizione brevettata, palancole
del nuovo profilo Larssen 755 (largo ben 755 mm). All’esterno
dell’albergo è stato allestito un gazebo, con la bandiera della
“Thyssen”, sotto il quale erano alloggiati un elemento di parete combinata e vibratori “Mueller” di varie
dimensioni.
Nel pomeriggio è stata effettuata E’ previsto che le relazioni preun’escursione in Laguna fino al cantiere Malamocco dove i convenuti
hanno potuto assistere all’infissione
di un tubo di 37 m e 1.420 mm di
diametro:chi è del mestiere può capire quanto lo spettacolo sia stato
affascinante.
Nel Canale Industriale Sud di Porto
Marghera, sponda Sud, si sono visti,
(Masider Materiali Siderurgici &
Affini S.a.s.
Via dei Cybo, 4, 20127 Milano
Tel.: 02 - 28.29.484, 28.41.813;
Fax 02 - 28.28.092
web: www.masider.it; e-mail:
[email protected])
sentate siano scaricabili dal Sito della Masider (www.masider.it); verrà
inoltre realizzato un DVD specifico.
Della presentazione online e della
disponibilità del DVD sarà data da
Masider opportuna informazione.
Per ulteriori informazioni si prega di
contattare:
Maria Martino
31
desidero dirvi che mi sono sentito
molto onorato e contento accettarndo l’invito della “ThyssenKrupp”
e dei Signori Andrea e Maria Martino della MASIDER (agente esclusivo in Italia della “ThyssenKrupp”) a partecipare a questo
Convegno: nella mia veste di ingegnere di lungo corso, di presidente
pro tempore dell’«Associazione di
Ingegneria Offsore e Marina»
(AIOM) di Milano e, non ultimo,
di persona informata sul Progetto
Venezia (alcuni di voi ricorderanno
che mi sono occupato direttamente
e, successivamente, come consulente del Consorzio Venezia Nuova, del grande progetto, noto sotto
il nome di “MOSE”, per la salvaguardia fisica di Venezia e della
sua Laguna).
Proprio
10 anni fa ho avuto
l’onore di presiedere un analogo
evento, già allora lodevolmente organizzato, a Venezia, ancora dai
promotori di oggi, sull’impiego di
ben noti elementi costruttivi
d’acciaio inventati cento anni fa
dall’Ingegnere tedesco Tryggwe
Larssen, capo del Genio Civile di
Brema. Si tratta delle “palancole”:
profili di acciaio sagomati in modo
tale da assicurare un’elevata resistenza strutturale flessionale e dotati di gargami atti a garantire un
robusto concatenamento mutuo, tra
i singoli elementi (o tra coppie di –
o addirittura quattro - elementi), al
fine di isolare degli spazi,
nell’acqua o in ambienti altamente
permeabili, dove poter lavorare
all’asciutto.
L’invenzione - certamente geniale e, come provano i fatti, di successo - ha subito, dalla fase inziale di
più di un secolo fa, una costante evoluzione che è stata raccontata mirabilmente da Maria Martino in un
articolo pubblicato sul n. 25, 2002
(«Un centenario speciale») del Bollettino AIOM (raccomando la lettura di questo scritto che costitueisce
un autentico capitolo di una parte
non trascurabile del periodo industriale in cui viviamo).
Come spesso accade, l’homo faber (anche e soprattutto perché homo sapiens) si è ispirato, per inventare le palancole, alle esperienze
della tradizione: voglio dire, per esempio, alle tradizionali “ture” di
panconi di legname - peraltro d’uso
storico a Venezia - con l’aiuto delle
quali si sono da sempre potuti realizzare lavori normali e straordinari
in presenza d’acqua.
I
valori aggiunti, rispetto ai panconi, sono stati innovazione, prefabbricazione, industrializzazione e
standardizzazione: valori che è di
moda oggi, talvolta soltanto ritualmente, invocare a gran voce.
Dieci anni fa avevamo registrato
un’ulteriore evoluzione - almeno, in
Italia - applicativa delle palancole:
da un impiego temporaneo (per esempio, per costruire all’asciutto
fondazioni subacquee) ad un impiego permanente, anche in ambienti
aggressivi (per esempio, ma non
soltanto, per costruire nuove banchine portuali).
Le tecnologie avanzate, di cui vi
parleranno i Relatori del Convegno,
hanno esteso l’applicazione di questi elementi alla soluzione di seri
problemi ambientali: mi riferisco
alle sigillature tra i gargami delle
palandole necessarie per confinare
in sicurezza terreni inquinati ed alle
protezioni volte a proteggere nel
tempo l’acciaio delle palancole dalle
aggressioni chimiche locali (per esempio l’acqua di mare).
Ulteriori passi in avanti riguardano
la formazione di strutture composite
ad alta resistenza strutturale formate
con palancole saldate a tubi o profili
d’acciaio (composite wall o combined wall), rinforzate con tiranti adeguatamente ancorati.
I
nfine, lasciatemi ricordare i più
importanti degli “impatti” che ho
avuto, nella mia vita professionale,
con la palancola: per le fondazioni
del Viadotto dei Navicelli (Autostrada Sestri Levante-Livorno), a
Pisa; per il Cellular Cofferdam del
Tarbela Dam Project (Pakistan):
muraglioni con i quali si è effettuata
la deviazione del Fiume Indo; per le
fondazioni ed i piloni del Ponte sospeso sul Rio Magdalena, a Barranquilla, Colombia, dove sono stati
contrastati, con l’aiuto di strutture
orizzontali (template), battenti
d’acqua fino a 14m; per le applicazioni strutturali-ambientali della
Salvaguardia di Venezia, delle quali
si parlerà ampiamente nelle presentazioni che seguono.
Passiamo dunque ad ascoltare gli
illustri Relatori.
Alberto
Scotti, Amministratore
Delegato di Technital S.p.A., Milano, Verona. Egli, con la sua Società
di Ingegneria, è il progettista del sistema di interventi volti alla salvaguardia fisica di Venezia e della sua
Laguna. Trattasi di un megaprogetto (di svariati miliardi di Euro) con finalità prevalentemente idrauliche e, contemporaneamente,
ambientali, di rinforzo dei litorali
marini, di restauro straordinario degli insediamenti urbani lagunari
(Venezia compresa), funzionali (si
pensi alla portualità di Venezia).
L’elenco che vi ho esposto è sommario e non limitativo. L’Ing. Scotti
cercherà di riassumere, con l’abilità
che lo caratterizza, questa immensa
materia; magari vi dirà che informa-
32
zioni più dettagliate si trovano sul
sito www.salve.it edito dal Magistrato alle Acque di Venezia, ente
concedente degli interventi dello
Stato affidati al Concessionario
Consorzio Venezia Nuova.
Guido Fiorini, Technital S.p.A.
che illustra un importante progetto
realizzato nella Laguna di Venzeia
da “Magistrato alle Acque di Venezia-Consorzio Venezia Nuova”:
il “confinamento” dell’Isola dei
serbatoi petroliferi (che era un sito seriamente inquinato), a Porto
Marghera. L’intervento ha una
funzione multipla: di bonifica ambientale (si elimina il rilascio
dall’isola verso la Laguna di sostanze inquinanti provenienti da
diverse centinaia di migliaia di
metri cubi di materiali depositati
sull’isola provenienti da lavorazioni industriali (arsenico, cadmio,
piombo, rame, zinco, ecc.); strutturale (per sostenere le sponde
dell’isola nei confronti dei dragaggi portuali); funzionale (miglioramento delle caratteristiche di
navigabilità del Canale Litoraneo
Malamocco Marghera). La soluzione con palancole d’acciao rinforzate con tiranti e dotate di
guarnizioni poliuretaniche e protezioni anti-corrosione è stata scelta,
anche in relazione alle caratteristiche geotecniche locali, tra diverse
alternative: diaframmi di calcestruzzo, diaframmi plastici e, appunto, palancole d’acciaio. Completano l’intervento opere complementari come sovrastrutture, la
gestione dei drenaggi, ed altro ancora. Ritengo che sia utile, per gli
ascoltatori, porre in evidenza che
il progetto è del tipo integrato: è
una parte importante del progetto
generale della Salvaguardia fisica
della Laguna di Venezia, ha finalità ambientali e funzionali, è innovativo (palancolati permanenti) e,
non ultimo, è stato “ottimizzato”
(derivando esso da una scelta tecnico-economica tra diverse alternative).
Roland
Krengel, HSP Hoesch
Spundwand und Profil, Dortmund.
La relazione di R. Krengel riguarda,
nel suo insieme, la produzione di
palancole della HSP Hoesch: i tipi
in produzione, comprese le palancole sagomate a “Z”, le sigillature tra i
giunti (gargami). Inoltre, l’evoluzione e lo sviluppo della produzione, la
capacità di produzione dei profili,
esempi di applicazioni in progetti
vari, anche a Venezia, combined
wall (o composite wall) compresi.
Carlo Glauco Amoroso, Studio
Altieri, Thiene che illustra gli interventi, progettati dallo Studio Altieri
e dalla Protecno di Padova, eseguiti,
a Porto Marghera da Magistrato alle
Acque di Venezia-Consorzio Venezia Nuova, per allestire un adeguato
miglioramento ambientale e strutturale delle sponde del Canale Industriale Sud. Trattasi di 3,6 km di
sponde (da realizzare in diversi lotti): gli obiettivi sono la protezione
anti erosione delle sponde, l’interdizione dell’apporto di sostanze inquinanti da terra verso la laguna e
precostituire nuovi accosti portuali.
La soluzione scelta coontempla
l’impiego di palancolati compositi
(con travi di acciaio) dotati di tiranti
e giunzioni poliuretaniche (è poi
prevista l’integrazio-ne funzionale
dei palancolati mediante la colata di
diaframmi plastici). Completano i
lavori, come vi dirà Carlo Glauco
Amoroso, sovrastrutture, arredi portuali, ed altro ancora. Anche in questo caso valgono le considerazioni
relative all’Isola dei petroli: il progetto è di tipo integrato: infatti è una
parte importante del – e coerente
con – il progetto generale della salvaguardia fisica della Laguna di
Venezia, ha finalità ambientali e
funzionali, è innovativo (palancolati
compositi permanenti).
K.
Lentzen, Peiner Träger
GMBH – Peine. L’impresa rappresentata dall’Ing. Lenzen ha origini
antiche: è del 1858 (allora Ilseder
Hütte), per la fabbricazione industriale di prodotti siderurgici. Nel
1970 si unisce alla Salzgitter, ben
nota dagli ingegneri per le sue macchine speciali per lavorazioni in sottosuolo. Nel 2001 Salzgitter AG diventa una holding e Peiner Tärger
un’unità produttiva autonoma la cui
produzione spazia comprende palancolati, pali d’acciao, strutture di
travi d’acciaio ad ala larga, combined wall, connettori speciali (locking bar), utilizzando i propri stabilimenti, forni elettrici, laminatoi,
strutture commerciali (ThyssenKrupp GfT Bautecknik). L’Ing.
Lenzen preciserà, ovviamente, molto meglio questo mio breve excursus e fornirà inoltre dati tecnici nella
sua relazione scritta. Infine: sarà
presentato, con esaurienti dettagli,
un progetto molto importante: il
terminal container di Bremerhaven
dove si utilizzano praticamente tutte
le tecnologie messe a disposizione
da Peiner Tärger.
J
ohannes Köcher, ThyssenKrupp
GmbH, Essen. L’intervento di Johannes Köcher riguarda le caratteristiche, il funzionamento, i campi
d’applicazione e le applicazioni
stesse di speciali attrezzature di cantiere: i vibratori Müller. Essi sono
progettati per impieghi vari come:
infiggere palancole, costruire diaframmi e fondazioni, eseguire test
su linee ferroviarie dell’alta velocità.
Si noti che i vibratori delle maggior
dimensioni raggiungono un peso di
15 tonnellate con una potenza di
1000 kW. La descrizione di queste
attrezzature comprende quella degli
strumenti complementari come, importantissime, le morse di appiglio
degi elementi costruttivi d’acciaio
da infiggere (o estrarre): palancole,
pali, profili; le atterzzature – gru necessarie per manipolare i vibratori, ed altre ancora. La descrizione
delle applicazioni realizzate riguardano anche, manco a dirlo, il Progetto di Venezia (la conca di navigazione di Malamocco, realizzata
con composite wall.
33
Giornate Italiane di Ingegneria Costiera (VIII ed.)
Civitavecchia
23-25 novembre 2005
A cura di Elio Ciralli e Mariella di Leo
E’
stato un grande successo
l’edizione di Civitavecchia delle
Giornate Italiane di Ingegneria Costiera. L’evento organizzato dalla
Sezione Nazionale del PIANCAIPCN, con la collaborazione di
AIOM, è un appuntamento ormai
atteso e importante nel panorama
della comunità della navigazione e
dell’ingegneria portuale e costiera
nazionale. L’alto numero di iscritti
(oltre centocinquanta), l’alta qualificazione dei partecipanti e l’ottima
affluenza su tutte le giornate dei lavori hanno a dir poco confermato
l’ottima vitalità scientifica del settore in Italia.
La sede ospitante è stata quella
dell’Autorità Portuale dei Porti di
Roma e del Lazio, al Porto di Civitavecchia, presso la nuova Sala
Convegni. A parte qualche lieve inconveniente tecnico, l’organizzazione ha ben operato nonostante la
probabilmente inaspettata affluenza.
Il Comitato Scientifico ha optato di
operare su sette sessioni che si sono
svolte con questo progressione:
Sess. A: tecnico-operativa;
Sess. B: tecnico-scientifica;
Sess. C: navigazione interna;
Sess. D: tecnico-amministrativa;
Sess. E: tecnico-progettuale;
Sess. F1: tecnico-progettuale per
memorie selezionate;
Sess. F2: tecnico-scientifica per
memorie selezionate
La
scelta, coraggiosa per
l’ampiezza delle tematiche trattate, è
stata premiata dal fatto che sia le
relazioni presentate nelle Sessioni
programmate che le memorie selezionate per le Sessioni F sono state
di buon livello scientifico e hanno
catturato l’attenzione dei presenti.
Non può sottacersi il dinamismo
dell’Associazione Internazionale di
Navigazione, con la collaborazione
dell’AIOM, che ha ben saputo rinnovare,
ancora
una
volta,
l’attenzione degli addetti al settore.
Rimandando agli atti per tutte le
memorie presentate, si riassumono
alcuni interventi particolarmente
significativi.
Nel suo discorso introduttivo, G.
Moscherini, presidente della Autorità Portuale di Civitavecchia, ha
illustrato le principali linee di sviluppo del porto negli ultimi anni; ha
spiegato che il primo obiettivo è stato quello di separare il porto commerciale da quello storico per il
quale, nella parte più vicina al centro cittadino, si prevede di realizzare
il waterfront, con alberghi, ristoranti, ecc.
Un altro punto di forza del porto è
il fatto di essere un terminal delle
cosiddette Autostrade del mare; a
Civitavecchia sono già operative le
linee per Barcellona, Tolone, Palermo, Cagliari, Tunisi, e si spera a
breve anche il Marocco e l’Egitto.
Dal punto di vista dello sviluppo
del porto si segnala il notevole aumento del traffico crocieristico negli
ultimi anni, per il quale si prevede
un ulteriore aumento grazie ai lavori
che
stanno
interessando
l’antemurale Colombo (la diga foranea del porto n.d.,r.), che porteranno ad incrementare gli accosti
dedicati alle crociere. Anche i traffici di materiali industriali hanno visto un notevole incremento, in modo particolare quello di auto nuove
(circa 300.000 vetture all’anno). Il
porto conta di attrezzarsi con una
nuova area a nord, da destinare ai
traffici con la Cina.
A
proposito dei nuovi traffici
commerciali Moscherini ha sottolineato la necessità di attrezzare i porti italiani ad accogliere i nuovi traffici (si prevede che entro il 2010 entreranno 10 milioni di TIUS in più
rispetto allo scorso anno in Mediterraneo), e in particolare di attrezzare
gruppi di studio preposti ad individuare i siti più idonei allo scopo.
Durante la visita al porto si è poi potuto
verificare
lo
stato
d’avanzamento dei lavori citati, che
in sintesi sono:
l’allungamento e il rafforzamento dell’antemurale;
il raddrizzamento delle banchine, in modo da creare fronti dritti
idonei ad accogliere le nuove
navi da crociera.
M. Ievolella, dell’Autorità Portuale, ha poi tracciato un excursus
sulla storia del porto, a partire
dall’antico Centumcellae romano,
passando per successivi completamenti, su progetto di famosi artisti
del Rinascimento Italiano, fino ai
recenti sviluppi e previsioni.
Il tema delle Autostrade del Mare è
stato poi ripreso e trattato in dettaglio da F. Capocaccia, amministratore delegato della RAM (Rete Autostrade Mediterranee), società
interamente pubblica costituita dal
gruppo Sviluppo Italia, d’intesa con
il Ministero delle Infrastrutture, per
attuare il programma di sviluppo
delle "Autostrade del Mare", finalizzato alla creazione di un'efficiente
rete di trasporti marittimi nel Paese.
Lo scopo del progetto è quello di
creare una rete di trasporti efficiente, alternativa alle vie di trasporto
tradizionali su strada o rotaia, ormai
congestionate, e competitiva in
quanto
a
costi,
rispetto
dell’ambiente e sicurezza.
34
L
a RAM ha elaborato un masterplan nazionale, nel quale sono state
definite le direttici italiane (adriatico-ionica e tirrenica) ed i requisiti
necessari per lo sviluppo delle Autostrade del mare; in questo ambito
ha anche stilato una lista di porti italiani esistenti che possono rispondere a questi criteri. Capocaccia ha
spiegato che il trend di utilizzo dei
mezzi di trasporto marittimi è in
crescita, ma l’offerta è ancora superiore alla domanda. Si sta studiando
con il governo la possibilità di incentivare i trasporti marittimi tramite un eco-bonus, che dovrebbe abbattere del 20-30% le spese vive del
trasporto marittimo; a questo si aggiunge anche una campagna promozionale con help desk a disposizione degli utenti e sito internet dedicato, per aiutare i trasportatori a
ricalcolare il costo del trasporto sulla base delle nuove opzioni offerte
dal trasporto marittimo.
J. Melby dell’US Army Corps of
Engineers ha fatto una presentazione delle attività che si svolgono nei
laboratori americani ed in particolare in quello di Idraulica Costiera. Ha
spiegato che il focus principale dell’
USACE è sul dragaggio, sul quale
si concentra una intera linea di ricerca; ci sono però anche altre linee
di ricerca, tra le quali ha menzionato
il “Coastal inlet program” e lo “Sloping float breakwater design”. Alcuni importanti risultati ottenuti
nell’ambito delle attività svolte ad
oggi sono costituiti da :
nuove equazioni empiriche per il
run-up e per la stabilità, in cui la
massima forza che agisce sulla
cresta della struttura per metro
lineare è proporzionale al massimo momento del flusso trasmesso alla struttura;
nuove formule per la previsione
del danneggiamento nel tempo
delle strutture, in funzione del
numero di onde (Melby e Kobayashi, ASCE 1998), riportate nel
Coastal Manual
simulazione del ciclo di vita di
una struttura attraverso modellazione numerica, per poter ipotizzare possibili scenari di intervento.
Paolo. De Girolamo, professore
dell’Università dell’Aquila ha presentato il progetto PRIN 2004 sulle
onde di maremoto generate da frane, a cui partecipano le Università di
Roma2 e Roma3 e l’Università di
Bari, in collaborazione anche con
l’APAT ed altre università americane. L’ obiettivo del progetto è lo
studio degli aspetti idraulici della
generazione e propagazione delle
onde di maremoto, e la loro interazione con le strutture costiere, il tutto finalizzato allo sviluppo di modelli previsionali e di sistemi di allerta in tempo reale, basati su misure
mareografiche. Lo studio è stato
condotto tramite modelli sia fisici
che matematici (modelli SPH in
grado di simulare flussi 3D). De Girolamo ha mostrato un’applicazione
di questi studi al caso dello Stromboli, dove recentemente (dic. 2002)
si è verificata una frana di materiale
che dalle pendici è scivolato nel mare, dando luogo ad onde di maremoto che in pochi minuti si sono propagate lungo la costa settentrionale,
provocando danni all’abitato di
Stromboli. Il modello ha fornito, in
questa applicazione, i tempi di arrivo della perturbazione, che sono estremamente importanti per la Protezione Civile ai fini del warning, ed
una mappa con l’estensione della
perturbazione, dalla quale si vede
come quest’ultima sia stata influenzata in maniera determinante dalla
batimetria.
Leopoldo
Franco professore
dell’Università di Roma 3 ha presentato il progetto di ricerca europeo
CLASH, che ha come prodotto un
metodo di previsione delle portate
di
overtopping,
basato
sull’integrazione di dati provenienti
da diverse fonti (misure su prototipo, misure di laboratorio, modelli
numerici). Il metodo è basato su una
rete neurale, nella quale entrano in
gioco 15 parametri, di cui 3 idraulici
e 12 geotecnici. L’utente del modello introduce questi 15 valori, e ricava come output la portata media, più
una stima dell’incertezza legata a
questa valutazione. Il risultato finale
della ricerca sarà contenuto in linee
guida per la progettazione, disponibili probabilmente già all’inizio del
2006 sul sito http://www.clasheu.org/.
Sono poi state presentate le linee
guida per la redazione dei piani regolatori portuali, esposte dall’Ing.
A. Ferrante, Consigliere del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.
L’elemento fondamentale sottolineato dal relatore in relazione al piano
portuale è la flessibilità, con riguardo sia alle caratteristiche planoaltimetriche del porto, sia alla famiglia d’uso, sia alla griglia di condizioni e criteri (per gli aspetti tecnico-marittimi e ambientali). La necessità di un piano regolatore flessibile nasce dall’esigenza di apportare
le modifiche che via via si rendano
necessarie, senza dover necessariamente ricorrere alle varianti, lunghe
ed onerose. A tale scopo si suggerisce dunque di introdurre parametri
prestazionali o ambientali piuttosto
che specificare le tipologie costruttive in dettaglio, ad esempio il coefficiente di riflessione richiesto, il
coefficiente di inquinamento acustico ammissibile e così via. Queste
osservazioni sono state supportate
dai risultati (ancora parziali) di una
ricerca che una task force della
AIPCN sta svolgendo, raccogliendo
informazioni sulla redazione dei
piani regolatori portuali in altri Paesi; i risultati parziali ad oggi raccolti
hanno già confermato che la flessibilità è la caratteristica chiave nella
redazione dei piani portuali.
M.
Gabellini dell’ICRAM ha
poi fatto un excursus sulla normativa vigente in materia di gestione dei
sedimenti dragati, sia a livello na-
35
zionale (DM 24 gennaio 1996; D
Lgs 152/99 Art 35; DM 6 nov.2003
n°367) che internazionale (Legge
quadro acque 2000/60/CE). Ha inoltre presentato un Manuale tecnico,
che sarà disponibile a breve, redatto
insieme all’APAT su incarico del
Ministero dell’Ambiente. Il manuale è inerente alla movimentazione
dei sedimenti marini in tutti gli ambiti (ivi incluse anche le cave!).
Renata Archetti dell’Univer-sità
di Bologna ha presentato i risultati
del progetto Coastview, finanziato
dalla Comunità europea. Ha presentato alcune delle applicazioni di
monitoraggio realizzato mediante
acquisizione ed elaborazione di
immagini. Questo tipo di monitoraggio presenta alcuni vantaggi:
- costi contenuti
- alta risoluzione temporale
- applicabilità in tutte le condizioni
del mare
Il parametro monitorato, in quanto
ritenuto il più significativo, è il volume della spiaggia intertidale, invece della posizione della linea di
riva.
Il metodo comunque è ben noto,
visto che il prof Robert Holman
dell’Oregon State University sta
studiando questo sistema fin dal
1990. Le sperimentazioni condotte
nell’ambito del progetto Coastview
hanno mostrato che il metodo è
molto preciso (nel rilievo della linea
di riva l’errore tra metodo batimetrico e ripresa da videocamera è risultato di 70 cm, con una deviazione
standard di 20 cm).
Delft
ha sviluppato a questo
scopo il sistema Argus, composto
da 4 videocamere; ogni stazione
può coprire qualche km di costa,
non di più; il costo della singola
stazione è di 14.000 € , però
l’università di Bologna sta cercando di realizzare qualcosa di
analogo con un costo di attrezzatura molto inferiore.
36

bollettino aiom n.33

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