Obiettivi Formativi

Il corso di Idraulica e Idrografia ha l’obiettivo di fornire i fondamenti teorici e pratici del moto dei fluidi con particolare attenzione all’ analisi, al controllo e alla gestione dell'ambiente idrico naturale e delle caratteristiche fisiche del mare, delle aree costiere, dei laghi e dei corsi d’acqua al fine di comprenderne la dinamica e le tendenze evolutive. Obiettivo ulteriore del corso è quello di approfondire le metodologie classiche ed avanzate del rilievo idrografico, della modellazione oceanico-meteorologica con lo scopo di supportare la sicurezza della navigazione, specie in ambito portuale, ma anche altre attività marine come lo sviluppo costiero, la ricerca scientifica e la protezione dell'ambiente marino. Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere principi, metodi e strumenti dell’Idraulica e dell’Idrografia necessari per risolvere problemi teorici e pratici inerenti l’analisi dei sistemi idrici e il loro rilievo, rappresentazione e modellazione. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di saper utilizzare i concetti teorici e pratici acquisiti per procedere all’impiego degli stessi per l’analisi dei sistemi idrici ed il rilievo e la rappresentazione dei fondali marini. Autonomia di giudizio: Lo studente deve essere in grado di valutare in maniera autonoma situazioni anche diverse da quelle standard presentate dal docente durante il corso e di adottare le migliori metodologie risolutive. Abilità comunicative: Lo studente deve avere la capacità di sviluppare e presentare temi relativi all’Idraulica ed all’Idrografia utilizzando correttamente il linguaggio tecnico-scientifico. Capacità di apprendimento: Lo studente deve essere in grado di aggiornarsi continuamente, tramite la consultazione di testi e pubblicazioni (anche in lingua inglese), allo scopo di acquisire la capacità di approfondire gli argomenti del settore dell’Idraulica e dell’Idrografia.

Metodi didattici

Al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, il corso è articolato in 24 ore di didattica frontale e 24 ore di esercitazioni in aula con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Prerequisiti

Per frequentare utilmente il corso è fondamentale avere i prerequisiti fisico-matematici di base, che sono applicati nell’ambito sia delle lezioni teoriche che delle applicazioni pratiche.

Verifiche dell'apprendimento

L’esame prevede la redazione di relazioni relative alle esercitazioni svolte in aula ed una prova orale cui è possibile accedere solo dopo la correzione delle esercitazioni.  Gli studenti a tempo parziale potranno fare riferimento al materiale fornito durante le lezioni che permetterà di svolgere in autonomia le suddette esercitazioni.   L’esame ha esito positivo se lo studente dimostra di aver acquisito il linguaggio tecnico, appreso le conoscenze e le competenze necessarie per applicare utilmente i concetti fondamentali discussi durante il corso.

Programma del Corso

INTRODUZIONE AL CORSO. I FLUIDI E LE LORO PROPRIETÀ: Definizione di fluido. I fluidi come sistemi continui. Sforzi nei sistemi continui. Proprietà meccaniche dei fluidi e unità di misura. Densità e peso specifico. Comprimibilità. Viscosità. STATICA DEI FLUIDI: Equazione indefinita della statica dei fluidi. Equazione globale dell’equilibrio statico. Statica dei fluidi pesanti incomprimibili. Misura della pressione. CINEMATICA DEI FLUIDI: Approccio lagrangiano ed euleriano. Velocità e accelerazione. Rotazione e deformazione. Elementi caratteristici del campo di moto. Moto permanente, moto uniforme. Regimi di moto: moto laminare e moto turbolento. Conservazione della massa fluida. Equazione di continuità in forma differenziale. Equazione di continuità in forma integrale. Equazione di continuità per le correnti. Equazione di continuità per i serbatoi. DINAMICA DEI FLUIDI IDEALI E REALI: Equazioni fondamentali dell’idrodinamica. Equazione indefinita del movimento. Equazione globale dell’equilibrio dinamico. Le equazioni di Navier-Stokes per i fluidi viscosi.   IL TEOREMA DI BERNOULLI: Distribuzione della pressione nel piano normale. Correnti lineari. Il teorema di Bernoulli. Interpretazione geometrica ed energetica. Applicazioni: processi di efflusso, venturimetro, tubo di Pitot. Estensione ai fluidi reali. Potenza di una corrente in una sezione. Estensione del teorema di Bernoulli ad una corrente. Relazione fra i coefficienti di ragguaglio. Scambio di energia fra una corrente e una macchina - Estensione del teorema di Bernoulli ai moti irrotazionali. ONDE DI MARE ONDE MONOCROMATICHE: Formulazione del problema. Soluzione per onde di piccola ampiezza. Relazione di dispersione. Approssimazioni per acque profonde e acque basse. Traiettorie delle particelle. Campo di pressione. Cenni sui fenomeni legati alla propagazione del moto ondoso (rifrazione, diffrazione e shoaling). EROSIONE COSTIERA E INTERVENTI DI DIFESA. Evoluzione della linea di costa. Budget dei sedimenti. Trasporto litoraneo. Apporti fluviali. Tipologie di intervento. Opere di difesa longitudinali distaccate dalla linea di riva di tipo emergente. Barriere soffolte. Opere di difesa trasversali. Ripascimento e prelievo artificiale.  CENNI SULLA PORTUALITÀ: Classificazione dei porti. Opere di difesa. Layout e dimensioni. Porti turistici. Pontili. La progettazione dei porti e gli effetti sui litorali. Interrimento e dragaggio. SISTEMI DI MONITORAGGIO E PREVISIONE DEL MOTO ONDOSO: Misura del moto ondoso. Rete Ondametrica Nazionale. Metodologie di previsione del moto ondoso. IDROGRAFIA. Strumenti e metodi di rilievo. Cartografia numerica vettoriale e raster. Cenni sui Sistemi Informativi Geografici. Descrizione e applicazione pratica del software QGIS, free ed open-source. MODELLAZIONE FISICA E NUMERICA: Analisi dimensionale teorema di Buckingham. Similitudine. Modelli fisici. Metodi numerici. Descrizione e applicazione pratica di software free ed open-source per la modellazione idro-morfodicanamica costiera.  ​​​​​​​