La Laboratorium^3D ha tra i suoi obiettivi lo sviluppo di tecniche di misura dei vari parametri che caratterizzano un sistema idraulico. Essere in grado di definire con precisione parametri come la velocità dell’acqua, la sua profondità, o la forza che essa esercita sull’alveo è infatti essenziale per garantire la validità delle opere proposte nell’ambito dei vari progetti. In questo ambito, siamo orgogliosi di dire che l’analisi della PIV rientra ora tra le nostre competenze.
La tecnica della PIV consiste nell’estrapolazione della velocità di superficie del deflusso da una sequenza di immagini grazie all’utilizzo di traccianti che galleggiano sulla superficie dell’acqua. Il principio di questa analisi si basa sul fatto che il tracciante, trasportato dalla corrente, acquisisce la velocità del deflusso stesso.
Gli esperimenti fisici vengono quindi filmati da una fotocamera posta sopra il modello: una sequenza di immagini viene successivamente estrapolata e, tramite un algoritmo, lo spostamento dei traccianti viene calcolato.
L’algoritmo, da noi sviluppato, è stato validato grazie alla collaborazione con la New Celio Electronics sagl, la quale ha messo a disposizione uno strumento che produce degli spostamenti traslati ed in rotazione di velocità conosciuta. Ciò ha permesso di testare e validare il nostro algoritmo con condizioni conosciute. I risultati dell’analisi PIV hanno confermato i valori attesi e per questo motivo è possibile confermare la robustezza del nostro sistema di analisi. Nella prima immagine (v. galleria sotto) sono presentati i fotogrammi di 2 esperimenti effettuati presso le New Celio Electronics sagl con i rispettivi risultati dell’analisi PIV.
Un secondo metodo di comparazione è quello della modellizzazione ibrida che permette il confronto incrociato tra il modello fisico (quindi le misure della velocità tramite PIV) e il modello numerico 3D, nel quale è possibile determinare le velocità sull’intero volume del modello.
Un esempio del prodotto finale dell’analisi PIV offerto dalla Laboratorium^3D è illustrato nella seconda immagine (v. galleria sotto): il confronto riportato mostra l’immagine di un fotogramma di un esperimento su un deflusso pari a Q = 100 l/s sul modello della rampa di Lodrino e sotto il campo di vettori velocità risultante dall’analisi PIV.
Oltre all’applicazione di questa tecnica sugli esperimenti in laboratorio, la PIV può anche essere applicata direttamente su rilievi in natura con deflussi sufficientemente alti: in questo caso infatti la “schiuma” formata dall’acqua viene usata come tracciante naturale.