Servizi
Riale di Lodrino, Lodrino (TI)
I principali servizi e prestazioni offerti dalla Laboratorium3D sono i seguenti:
- modellizzazione fisica di processi idrodinamici e fluviali con o senza trasporto di materiale solido e di materiale flottante, quali ad esempio la verifica della stabilità di misure di consolidamento (ad es. rampe non strutturate, rampe dinamiche), di opere di strutturazione dell’alveo o l’analisi delle condizioni di deflusso nell’ambito del risanamento della libera migrazione ittica;
- modellizzazione fisica e numerica (2D e 3D) delle colate detritiche per lo studio delle dinamiche di scorrimento e di deposito e delle interazioni fra il flusso e i manufatti;
- modellizzazione fisica unita alla modellizzazione numerica 3D (modellizzazione ibrida) di processi idrodinamici e fluviali, in particolare l’analisi delle condizioni di deflusso (quota del pelo dell’acqua, velocità del deflusso, forze che agiscono su massi o su manufatti) per i diversi scenari considerati nell’ambito di un progetto;
- analisi e ottimizzazione delle varianti di un progetto tramite modellizzazione fisica o modellizzazione ibrida (combinazione di modello fisico e modello numerico 3D);
- esperimenti su modello fisico con o senza trasporto solido al fine di sviluppare e ottimizzare nuovi strumenti di misura o sistemi di misura innovativi legati all’idrodinamica, al trasporto solido, alla turbolenza, alla descrizione della topografia o della superficie del pelo dell’acqua;
- piattaforma di informazione, sensibilizzazione e divulgazione sul tema della gestione delle risorse naturali. La dimostrazione concreta tramite modellizzazione in laboratorio di quanto un progetto prevede di realizzare rappresenta un importante fattore per la creazione del consenso attorno al progetto stesso;
- piattaforma di formazione per tutti gli specialisti attivi nei settori dell’idraulica fluviale e della premunizione contro i pericoli naturali.
Metodi
Fiume Maggia, Ponte Brolla (TI)
I principali metodi applicati per offrire le prestazioni descritte sono i seguenti:
Modellizzazione fisica
La modellizzazione fisica prevede la riproduzione in scala (spesso con una scala tra 1:20 e 1:30) di una situazione esistente o di progetto. Nel modello i parametri geometrici (la topografia del terreno, le forme e l’ampiezza delle opere) e quelli idraulici/fluviali (deflusso, velocità, trasporto solido, ecc.) vengono scalati secondo le leggi sulla modellizzazione fisica. Queste leggi vengono definite a seconda della problematica analizzata. La modellizzazione fisica permette di visualizzare e di misurare concretamente i processi idrodinamici presenti nelle situazioni analizzate.
Misurazioni
Nell’ambito dello studio dei fenomeni su modello fisico sono di fondamentale importanza le tecniche ed i metodi di misurazione. Lo scopo è la descrizione quantitativa dei processi riprodotti in scala e la quantificazione dei parametri necessari al dimensionamento e alla realizzazione di un progetto. A seconda delle necessità del progetto vengono quindi misurati il deflusso (campi delle velocità e delle profondità, struttura della turbolenza), la topografia, la superficie del deflusso con la quota del pelo dell’acqua, il trasporto solido e le forze che agiscono su un masso nella corrente.
Modellizzazione numerica 3D
La modellizzazione fisica viene accompagnata dalla modellizzazione numerica 3D: da una parte il modello numerico viene validato grazie ai risultati ottenuti in laboratorio con il modello fisico, d’altra parte il modello numerico – una volta validato – permette di analizzare le situazioni in cui la modellizzazione fisica non restituisce risultati attendibili (ad esempio per i casi in cui la profondità del deflusso è troppo piccola nel modello in scala e dove quindi subentrano fenomeni viscosi o di capillarità) come pure permette di ampliare gli scenari e/o le situazioni analizzate senza ricorrere alla modifica del modello fisico.