News presso la nuova sede della Laboratorium 3d a Iragna
L’evento alluvionale del 29-30 giugno 2024 ha provocato il crollo del ponte della strada cantonale a Visletto, il cedimento di una parte di selciato adiacente ed infine ingenti danni alla passerella ciclopedonale ex-FART. Durante l’evento preso in considerazione il deflusso è stimato tra i 1’000 e i 1’100 m³/s. Oltre alla progettazione di un nuovo ponte, si è reso necessario prevedere interventi di stabilizzazione dell’alveo e delle sponde, al fine di garantire la sicurezza delle infrastrutture presenti.
Previo la modellazione fisica, gli obiettivi sono dunque:
– analizzare e ottimizzare le opere di stabilizzazione dell’alveo a protezione del nuovo ponte Visletto, della passerella ex-FART
– analizzare e ottimizzare le opere di stabilizzazione delle sponde a protezione delle infrastrutture presenti
– valutare gli effetti delle opere in caso di un abbassamento dell’alveo pari a 2 m a valle della confluenza della Rovana, simulando i fenomeni di erosione
progressiva analizzati su scala più ampia
Modello in scala 1:40
Visione dall’alto delle pile del ponte
Baltschiederbach
Gli eventi dell’estate 2025 hanno messo a dura prova il sistema di trattenuta del Baltschiederbach, evidenziando una vulnerabilità legata al forte trasporto di legname flottante, in particolare materiale fine, che ha causato la quasi completa ostruzione dell’opera di scarico.
In accordo con il Comune, il Cantone e la Confederazione è stata avviata un’ottimizzazione del sistema di protezione in due fasi. Dopo gli interventi urgenti per migliorare lo svuotamento controllato del bacino di ritenzione, la seconda fase prevede la progettazione e l’ottimizzazione di misure definitive per la gestione del trasporto solido e del legname flottante, tra cui una griglia di trattenuta del legname e un sistema di ritenzione nel bacino inferiore.
Per verificare e migliorare il funzionamento complessivo del sistema viene realizzato un modello fisico in scala 1:32, basato sulla similitudine di Froude. Gli esperimenti permettono di analizzare il comportamento idraulico, il trasporto solido e il trasporto di legname in diverse condizioni di piena, inclusi eventi di progetto e situazioni estreme.
Le simulazioni comprendono la riproduzione dell’evento del 2025 e una serie di scenari con portate comprese tra l’evento centenario (HQ100 = 100 m3/s) e l’evento straordinario (EHQ = 200 m3/s), con immissione controllata di materiale solido e legname flottante. I risultati consentono di valutare l’efficacia delle opere di trattenuta, identificare eventuali criticità e definire gli interventi costruttivi ottimali per garantire la sicurezza e l’affidabilità del sistema.
Visione dall’alto del progetto
Neumühle sulla Töss
L’attuale traversa di Neumühle sul fiume Töss rappresenta un ostacolo prioritario alla libera migrazione dei pesci e dovrà essere risanata entro il 2035. Oltre al ripristino della continuità ecologica per la fauna ittica, il progetto intende valorizzare l’area per gli sport fluviali mediante la realizzazione di un canale con alcune onde stazionarie per praticare surf fluviale e kayak in sicurezza.
Nell’ambito del progetto delle FFS «MehrSpur Zürich–Winterthur (MSZW)» e su incarico dell’AWEL (per il perimetro progettuale della rampa a blocchi sulla Töss), nonché della Città di Winterthur e dell’associazione Wintiwelle (per il perimetro progettuale dell’impianto per sport acquatici), vengono eseguiti esperimenti su modello fisico presso la Laboratorium3D.
Il tratto del fiume Töss da riprodurre nel modello ha una lunghezza di circa 150 m dove è prevista la realizzazione di una rampa a blocchi con struttura a griglia compatta (Gitterstrukturrampe) con una pendenza del 4%, situata di fianco all’impianto dedicato agli sport aquatici. La pendenza longitudinale del fondo naturale della Töss è compresa tra 0.3% e 0.6%.
Le geometrie vengono sottoposte a carichi idraulici crescenti con deflussi compresi tra l’evento decennale (HQ10 = 180 m3/s) e l’evento straordinario (EHQ = 577 m3/s), con immissione controllata di materiale solido in determinati esperimenti. Ogni situazione viene analizzata in modo sistematico documentando le condizioni di deflusso e la geometria dell’alveo una volta raggiunto lo stato di equilibrio.
Il modello è realizzato in scala 1:30
Visione dall’alto della rampa
Diga del Sambuco
Nell’ambito del progetto del nuovo scaricatore di superficie è stato realizzato un modello numerico tridimensionale bifase (acqua–aria) dell’intero sistema di scarico, comprendente la soglia di sfioro, le paratoie a settore, il pozzo di raccordo, la condotta sottostante e l’area circostante. Parallelamente è stato realizzato un modello fisico in scala per lo studio della protezione dal legname flottante. Le analisi sono attualmente in corso e consentiranno di verificare il comportamento idraulico del sistema nelle condizioni di piena di progetto e di sicurezza.
Gli obiettivi dello studio sono:
– analizzare la capacità di scarico dell’intero sistema nelle condizioni di piena di dimensionamento (QB = 109 m³/s) e di sicurezza (QS = 197 m³/s);
– valutare il comportamento idraulico dello scaricatore, l’efficacia del sistema di aerazione e definire la relazione altezza–portata (h–Q);
– analizzare la distribuzione delle velocità, delle pressioni e della superficie libera, individuando eventuali fenomeni indesiderati quali onde stazionarie e possibili condizioni favorevoli alla cavitazione;
– verificare, mediante il modello fisico, l’efficacia delle opere di protezione dal legname flottante.
Modello numerico 3D bifase e modello fisico in scala 1:30
Visione dall’alto della diga in scala
Diga di Contra – Verzasca
Il progetto riguarda lo studio del comportamento del legname flottante in corrispondenza degli scaricatori di superficie della diga di Contra durante eventi di piena, con l’obiettivo di valutare il rischio di ostruzione e sviluppare misure efficaci di protezione.
L’attività prevede una modellazione fisica e numerica delle opere di scarico. Il modello numerico 3D viene utilizzato per analizzare le condizioni idrodinamiche dell’invaso e definire le condizioni al contorno, mentre un modello fisico in scala 1:30 consente di studiare nel dettaglio i fenomeni di trasporto, accumulo e ritenzione del legname flottante.
Gli obiettivi sono:
– analizzare la capacità di scarico degli sfioratori in presenza di elevati apporti di legname flottante;
– valutare la permeabilità e la porosità dei depositi di legname che si formano in corrispondenza degli scaricatori;
– sviluppare e ottimizzare opere di ritenzione del legname flottante a monte degli sfioratori;
– verificare l’efficacia delle diverse soluzioni progettuali mediante prove comparative.
Modello in scala 1:30
Risultati della modellazione numerica 3D (in alto), modello fisico in scala 1:30 (in basso a sinistra) e prova sperimentale con legname flottante (in basso a destra)
Kander
Il tratto oggetto di studio si trova sul fiume Kander, a monte della centrale BKW, nei pressi di Spiez (BE). Lungo questo tratto il corso d’acqua è caratterizzato dalla presenza di diverse soglie trasversali, che vengono sostituite da quattro rampe in massi. Il regime di deflusso è influenzato dall’esercizio della centrale idroelettrica, che determina una riduzione della portata.
L’obiettivo del progetto è stabilizzare l’alveo, garantire la continuità della risalita ittica e ottimizzare la configurazione delle rampe sulla base delle dinamiche, in particolare di erosione e trasporto solido, osservate nel modello fisico.
Le rampe presentano una larghezza compresa tra 25 e 40 m e una pendenza variabile tra il 3 e il 4%. Per ottimizzarne la configurazione vengono eseguite prove con differenti soluzioni costruttive e per diversi scenari di piena. In particolare, per ciascuna configurazione vengono effettuate quattro prove, corrispondenti ai seguenti scenari idrologici e alle rispettive portate di picco: HQ30 (230 m³/s), HQ100 (270 m³/s), 1,3 × HQ100 (351 m³/s) ed EHQ (405 m³/s).
Il modello fisico è realizzato in scala 1:35
Visione dall’alto del progetto