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LE13: Ingegneria Costiera

Docente:
Ivan Federico

Affiliazione:
CMCC

Descrizione del corso:
1. Introduzione. Agitazioni che avvengono in mare.
a) Onde generate dal vento;
b) Correnti indotte dal frangimento delle onde generate dal vento;
- Solo definizioni/cenni: Maree. Correnti dovute a gradienti di densità, pressioni e temperature. Sesse. Onde di marea fluviale. Onde interne. Tsunami (sismico a generato da frane sottomarine).

2. Il moto ondoso.
2.1. Formazione delle onde. (fetch; short-crested / long-crested waves).
2.2. Meccanica del moto ondoso.
(Definizioni di base: cresta, cavo, altezza, periodo, lunghezza d’onda, etc.)
(Classicazione onde in base al periodo; deep, intermediate, shallow waters)
2.2.1. Il moto ondoso regolare.
- Teoria lineare di Airy. (Stokes al 1° ordine)
(Ipotesi di base; condizioni al contorno: periodiche laterali, alla superficie (cinematiche e dinamiche) e al bottom)
(Funzione potenziale; relazione di dispersione; etc.)
(onde stazionarie, gruppi d’onda)
- Teorie non lineari del moto ondoso.
(Cenni: Teorie di Stokes agli ordini, Teorie dell’onda cnoidale, teoria dell’onda solitaria)
2.2.2. Il moto ondoso irregolare.
Analisi statistica. (metodo dello zero-crossing, teoria Rayleigh)
Analisi spettrale. (cenni su spettri Pierson-Moskowitz, JONSWAP)

3. Eventi estremi di moto ondoso.
3.1. Onde di progetto.
(distribuzione di Gumbel a Weibull; scelta del tempo di ritorno per le opere)
Esercitazione

4. Modellazione meteomarina a largo e sottocosta.
4.1. Informazioni su dati meteomarini e trasposizione geografica del moto ondoso.
(boe ondametriche, fetch geografici ed efficaci, trasposizione geografica)
4.2. Analisi del clima meteomarino al largo. Cenni sui passi procedurali.
(caratteristiche generali del litorale in esame, caratteristiche del moto ondoso al largo del paraggio in esame)
4.3. Propagazione del moto ondoso sottocosta.
- Fenomeni: shoaling, rifrazione, diffrazione, frangimento, riflessione, trasmissione, set-up e set-down, run-up e run-down, correnti di undertow, correnti litoranee, rip currents.
- Cenni sui principali modelli numerici.
(modelli di propagazione del moto ondoso reale; caratteristiche di SWAN)
(cenni modelli interazione onda-struttura / onda-spiaggia)
Esercitazione.

5. La dinamica dei litorali.
5.1. Struttura di una spiaggia. Morfologia costiera. Trasporto solido litoraneo. Trasporto solido trasversale. (Azione di mare morto e mare vivo (swell e sea)). I profili di equilibrio (Formula di Dean). Trasporto solido lungo riva. Bilancio dei sedimenti.
5.2. Schema metodologico per lo studio di riqualificazione di un litorale.  Esempio di analisi morfologica di un litorale. (Analisi morfologica. Caso di studio reale: litorale ionico calabrese (paraggio di Sibari, Cosenza)).
Esercitazione.

6.  Opere di difesa costiera.
6.1. Classificazione delle strutture di difesa delle coste. (diretti/indiretti – attivi/passivi – rigide/morbide). Ripascimenti artificiali. Strutture di difesa aderenti. Pennelli (criteri di progettazione e idrodinamica indotta). Barriere frangiflutto emerse e sommerse. (formula di Hudson, Van der Meer)
6.2. Cenni su altre tipologie di opere marittime. Barriere frangiflutto galleggianti. Sistemi di drenaggio delle spiagge. Opere a basso impatto ambientale e di ingegneria naturalistica.
6.3. Modellazione morfodinamica di un litorale. Esempi di progetti per la difesa delle coste. (Modellazione morfodinamica. Caso di studio reale: litorale ionico calabrese (paraggio di Sibari, Cosenza). Caratteristiche del modello numerico GENESIS).
Esercitazione.

Prerequisiti:
Nessuno.

Libri di testo di riferimento:
• Slide di presentazione delle lezioni.
• Dispense, articoli e materiale in formato digitale.
• Libro di testo di riferimento nell’ambito dell’Ingegneria Costiera:
- U. Tomasicchio, “Manuale di ingegneria portuale e costiera” - Ed. Bios (1998)

Regole del corso:
Obbligo di frequenza.
Esame scritto. 

Collegamenti didattici ad altri corsi.
Corso di Inquinamento Marino (prof. Michele Mossa)

IDRODINAMICA COSTIERA
Le onde regolari. Richiami di Idrodinamica. Teoria delle onde di piccola altezza. Riflessione. Rifrazione. Diffrazione. Frangimento.
Le onde random. Il processo stocastico nell’area di generazione. Le onde caratteristiche. Clima ondoso in un bacino marino. Metodi di previsione su profondità infinita. Metodo dell’onda significativa (metodo S.M.B.). Statistica degli eventi estremi. Correnti marine. Monitoraggio ondametrico, correntometrico e della qualità delle acque.