Modellazione bidimensionale della propagazione nell'entroterra della inondazione da mare negli scenari dei previsti cambiamenti climatici

Le ricerche di carattere eustatico, mareografico, climatico, archeologico e geocronologico, sviluppatesi soprattutto nell���ultimo ventennio, hanno messo in evidenza che gran parte delle piane costiere italiane risulta soggetta al rischio di allagamento per ingressione marina dovuta alla risalita relativa del livello medio del mare. Tale rischio �� la conseguenza dell���interazione tra la presenza di elementi antropici e fenomeni di diversa natura, spesso difficilmente discriminabili e quantificabili, caratterizzati da magnitudo e velocit�� molto diverse tra loro. Tra le cause preponderanti che determinano l���ingressione marina possono essere individuati alcuni fenomeni naturali, climatici e geologici, i quali risultano fortemente influenzati dalle attivit�� umane soprattutto a partire dal XX secolo. Tra questi si individuano: - la risalita del livello del mare, principalmente come conseguenza del superamento dell���ultimo acme glaciale e dello scioglimento delle grandi calotte continentali; - la subsidenza. Vaste porzioni delle piane costiere italiane risultano soggette a fenomeni di subsidenza. In certe zone questa assume proporzioni notevoli: per la fascia costiera emiliano-romagnola si registrano ratei compresi tra 1 e 3 cm/anno. Tale subsidenza �� spesso il risultato della sovrapposizione tra fenomeni naturali (neotettonica, costipamento di sedimenti, ecc.) e fenomeni indotti dall���uomo (emungimenti delle falde idriche, sfruttamento di giacimenti metaniferi, escavazione di materiali per l���edilizia, ecc.); - terreni ad elevato contenuto organico: la presenza di depositi fortemente costipabili pu�� causare la depressione del piano di campagna come conseguenza di abbassamenti del livello della falda superficiale (per drenaggi, opere di bonifica, emungimenti), dello sviluppo dei processi di ossidazione e decomposizione nei terreni stessi, del costipamento di questi sotto il proprio peso, della carenza di nuovi apporti solidi conseguente alla diminuita frequenza delle esondazioni dei corsi d���acqua; - morfologia: tra i fattori di rischio rientra l���assetto morfologico della piana e, in particolare il tipo di costa (lidi, spiagge, cordoni dunari in smantellamento, ecc. ), la presenza di aree depresse o comunque vicine al livello del mare (fino a 1-2 m s.l.m.), le caratteristiche dei fondali antistanti (batimetria, profilo trasversale, granulometria dei sedimenti, barre sommerse, assenza di barriere biologiche, ecc.); - stato della linea di costa in termini di processi erosivi dovuti ad attivit�� umane (urbanizzazione del litorale, prelievo inerti, costruzione di barriere, ecc.) o alle dinamiche idro-sedimentarie naturali cui risulta soggetta (correnti litoranee, apporti di materiale, ecc. ). Scopo del presente studio �� quello di valutare la probabilit�� di ingressione del mare nel tratto costiero emiliano-romagnolo del Lido delle Nazioni, la velocit�� di propagazione del fronte d���onda, facendo riferimento allo schema idraulico del crollo di una diga su letto asciutto (problema di Riemann) basato sul metodo delle caratteristiche, e di modellare la propagazione dell���inondazione nell���entroterra, conseguente all���innalzamento del medio mare . Per simulare tale processo �� stato utilizzato il complesso codice di calcolo bidimensionale Mike 21. La fase iniziale di tale lavoro ha comportato la raccolta ed elaborazione mediante sistema Arcgis dei dati LIDAR ed idrografici multibeam , grazie ai quali si �� provveduto a ricostruire la topo-batimetria di dettaglio della zona esaminata. Nel primo capitolo �� stato sviluppato il problema del cambiamento climatico globale in atto e della conseguente variazione del livello marino che, secondo quanto riportato dall���IPCC nel rapporto del 2007, dovrebbe aumentare al 2100 mediamente tra i 28 ed i 43 cm. Nel secondo e terzo capitolo �� stata effettuata un���analisi bibliografica delle metodologie per la modellazione della propagazione delle onde a fronte ripido con particolare attenzione ai fenomeni di breaching delle difese rigide ed ambientali. Sono state studiate le fenomenologie che possono inficiare la stabilit�� dei rilevati arginali, realizzati sia in corrispondenza dei corsi d���acqua, sia in corrispondenza del mare, a discapito della protezione idraulica del territorio ovvero dell���incolumit�� fisica dell���uomo e dei territori in cui esso vive e produce. In un rilevato arginale, quale che sia la causa innescante la formazione di breccia, la generazione di un���onda di piena conseguente la rottura �� sempre determinata da un���azione erosiva (seepage o overtopping) esercitata dall���acqua sui materiali sciolti costituenti il corpo del rilevato. Perci�� gran parte dello studio in materia di brecce arginali �� incentrato sulla ricostruzione di siffatti eventi di rottura. Nel quarto capitolo �� stata calcolata la probabilit��, in 5 anni, di avere un allagamento nella zona di interesse e la velocit�� di propagazione del fronte d���onda. Inoltre �� stata effettuata un���analisi delle condizioni meteo marine attuali (clima ondoso, livelli del mare e correnti) al largo della costa emiliano-romagnola, le cui problematiche e linee di intervento per la difesa sono descritte nel quinto capitolo, con particolare riferimento alla costa ferrarese, oggetto negli ultimi anni di continui interventi antropici. Introdotto il sistema Gis e le sue caratteristiche, si �� passati a descrivere le varie fasi che hanno permesso di avere in output il file delle coordinate x, y, z dei punti significativi della costa, indispensabili al fine della simulazione Mike 21, le cui propriet�� sono sviluppate nel sesto capitolo.

Modellazione e comparazione del protocollo TCP in scenari di mobilit��

Nell'ultimo ventennio l'impatto delle tecnologie wireless ha rivoluzionato il modo di comunicare. Tuttavia oltre a svariati benefici sono emersi diversi problemi di integrazione e ottimizzazione. Uno tra i protocolli pi�� conosciuto e utilizzato in ambito di comunicazioni di rete, il TCP, viene sempre pi�� spesso usato all'interno di sistemi wireless, per le sue caratteristiche di affidabilit�� e controllo, senza per�� fornire supporto specifico. Ci�� �� materia di forte dibattito e ricerca, che mira a cercare di raffinare le differenti versioni di TCP per renderle wireless-oriented. In questo lavoro si analizzano due varianti di sistema che sfruttano il TCP in scenari di mobilit��, una con TCP classico e l'altra con TCP modificato tramite l'aggiunta di un meccanismo di ritrasmissione anticipata, e se ne studiano i vari aspetti e comportamenti, valutandone le prestazioni per mezzo di metodi matematici consolidati in letteratura.

Confronto fra metodi di analisi di comunit�� bentoniche in differenti spiagge del Nord Adriatico

Il presente studio si colloca nell���ambito del progetto europeo (FP7) THESEUS, fra i cui scopi c����� quello di fornire informazioni su vulnerabilit�� e resilienza degli habitat costieri in seguito all���aumento di frequenza delle inondazioni dovuto al sea level rise. E��� stata indagata la zona intertidale di spiagge sabbiose, come recettore di cambiamenti climatici. All���interno dell���habitat intertidale le comunit�� macrobentoniche sono di solito individuate come indicatori delle variazioni dei parametri fisico-chimici e morfodinamici. Lo scopo di questo lavoro �� consistito nell���analisi delle comunit�� macrobentoniche e della loro interazioni con le variabili ambientali lungo tre spiagge del Nord Adriatico sottoposte a fenomeni di erosione e differenti fra di loro per caratteristiche morfodinamiche: Lido di Spina, Bellocchio e la zona della Bassona di Lido di Dante. La risposta delle comunit�� bentoniche �� stata indagata utilizzando i dati tassonomici delle specie e raggruppando le stesse nei rispettivi gruppi trofici. Le variabili ambientali considerate sono state quelle relative alla tipologia del sedimento e quelle relative alla morfodinamica Le comunit�� macrobentoniche delle spiagge di Lido di Spina e di Lido di Dante sono risultate relativamente pi�� simili tra loro, nonostante i due siti fossero i pi�� distanti. A Lido di Spina e Lido di Dante sono state rinvenute associazioni di specie, come Scolelepis squamata ed Eurydice spinigera, tipiche delle spiagge sabbiose europee esposte al moto ondoso. In questi due siti, �� risultato dominante il bivalve Lentidium mediterraneum, la cui ecologia e modalit�� di distribuzione aggregata permette di evidenziare il maggiore idrodinamismo che caratterizza i due siti. A Bellocchio, invece, �� stato riscontrato un maggior numero di specie. Questo sito �� caratterizzato dalla presenza di patch di giovanili del bivalve Mytilus galloprovincialis che sembrerebbe determinare il pattern del resto della comunit�� fungendo da ecosystem engineer. In termini di gruppi trofici, a Lido di Spina e a Lido di Dante prevalgono Filtratori, Carnivori e Detritivori di Superficie mentre Bellocchio �� dominato da Filtratori e Misti discostandosi dagli altri siti per le sue condizioni del tutto particolari. Per quanto riguarda i descrittori abiotici, Lido di Spina e Lido di Dante, rispetto a Bellocchio, presentano una fascia intertidale pi�� corta, pendenze maggiori, granulometrie pi�� grossolane e risultando quindi, in generale, meno dissipative.

Modellazione matematica del riprofilarsi della spiaggia durante eventi di mareggiata

Studio del riprofilarsi di due sezioni di spiaggia (protetta e non) secondo diverse condizioni meteo-marine (scenario presente e scenario a breve termine) nella localit�� di Cesenatico. Tale lavoro �� stato svolto tramite il software XBeach, riscontrando la sua validit�� e gettando solide basi per lavori futuri in altre localit��.

Disegno e sviluppo di scenari di simulazione in 3D per l'addestramento dei controllori del traffico aereo

In questo elaborato verr�� illustrato il processo di realizzazione degli scenari tridimensionali utilizzati nell���addestramento dei Controllori del Traffico Aereo di aeroporto. Verr�� esposto nel dettaglio il processo di modellazione al computer di scenari compatibili con il sistema Adacel��� MaxSim�� attualmente utilizzato nei simulatori di ENAV Academy; verranno inoltre analizzati e descritti i processi decisionali che si affrontano prima e durante le diverse fasi di realizzazione dello scenario. Nell���illustrare i processi e le metodologie si far�� riferimento all���esperienza acquisita durante la collaborazione con il team di ENAV per la realizzazione di modelli e scenari tridimensionali. In particolare, si far�� riferimento allo scenario dell���Aeroporto di Ciampino in una fase di addestramento resa necessaria dal delicato passaggio dalla gestione militare alla gestione civile.

Analisi del comportamento di serbatoi di gas naturale liquefatto per applicazioni di propulsione navale in scenari di incendio

Il presente lavoro di tesi vuole focalizzare l���attenzione sull���impiego del GNL per la propulsione navale, analizzando aspetti legati alla sicurezza delle infrastrutture necessarie a tale scopo. Si sono considerati due diversi casi di studio: il primo riguarda un deposito costiero attrezzato per poter svolgere attivit�� di rifornimento per imbarcazioni, mentre il secondo caso interessa una nave da trasporto passeggeri alimentata a GNL. �� stata condotta un���analisi del rischio: l���identificazione dei pericoli ha seguito le linee guida proposte dalla metodologia MIMAH, oltre a sfruttare risultati di analisi HAZOP e HAZID. La stima delle frequenze di rilascio �� stata effettuata con la tecnica della parts count, sulla base di valori ottenuti da database affidabilistici. La valutazione delle conseguenze �� stata realizzata con il supporto del software DNV PHAST, utilizzando come riferimento i valori soglia proposti dal D.M. 9/5/2001. �� stata infine impostata una modellazione fluidodinamica con lo scopo di valutare la possibilit�� di rottura catastrofica dei serbatoi di stoccaggio dovuta ad un���eccessiva pressurizzazione causata da una situazione di incendio esterno. Le simulazioni sono state condotte con il supporto del software CFD ANSYS�� FLUENT�� 17.2. Si �� modellata una situazione di completo avvolgimento dalle fiamme considerando due geometrie di serbatoio diverse, nel caso di materiale isolante integro o danneggiato. I risultati ottenuti dall���analisi del rischio mostrano come i danni derivanti da un ipotetico scenario incidentale possano avere conseguenze anche significative, ma con valori di frequenze di accadimento tipici di situazioni rare. Lo studio fluidodinamico del comportamento di serbatoi di stoccaggio avvolti dalle fiamme ha evidenziato come questi siano capaci di resistere a condizioni gravose di incendio per tempi prolungati senza che si abbia una pressurizzazione tale da destare preoccupazione per l���integrit�� strutturale delle apparecchiature.

Analisi degli aspetti di qualit�� nella gestione dei sistemi di drenaggio urbano attraverso modellazione numerica e indagini di campo

In order to protect river water quality, highly affected in urban areas by continuos as intermittent immissions, it is necessary to adopt measures to intercept and treat these polluted flows. In particular during rain events, river water quality is affected by CSOs activation. Built in order to protect the sewer system and the WWTP by increased flows due to heavy rains, CSOs divert excess flows to the receiving water body. On the basis of several scientific papers, and of direct evidences as well, that demonstrate the detrimental effect of CSOs discharges, also the legislative framework moved towards a stream standard point of view. The WFD (EU/69/2000) sets new goals for receiving water quality, and groundwater as well, through an integrated immission/emissions phylosophy, in which emission limits are associated with effluent standards, based on the receiving water characteristics and their specific use. For surface waters the objective is that of a ���good��� ecological and chemical quality status. A surface water is defined as of good ecological quality if there is only slight departure from the biological community that would be expected in conditions of minimal anthropogenic impact. Each Member State authority is responsible for preparing and implementing a River Basin Management Plan to achieve the good ecological quality, and comply with WFD requirements. In order to cope with WFD targets, and thus to improve urban receiving water quality, a CSOs control strategy need to be implemented. Temporarily storing the overflow (or at least part of it) into tanks and treating it in the WWTP, after the end of the storm, showed good results in reducing total pollutant mass spilled into the receiving river. Italian State Authority, in order to comply with WFD statements, sets general framework, and each Region has to adopt a Water Remediation Plan (PTA, Piano Tutela Acque), setting goals, methods, and terms, to improve river water quality. Emilia Romagna PTA sets 25% reduction up to 2008, and 50% reduction up to 2015 fo total pollutants masses delivered by CSOs spills. In order to plan remediation actions, a deep insight into spills dynamics is thus of great importance. The present thesis tries to understand spills dynamics through a numerical and an experimental approach. A four months monitoring and sampling campaign was set on the Bologna sewer network, and on the Navile Channel, that is the WWTP receiving water , and that receives flows from up to 28 CSOs during rain events. On the other hand, the full model of the sewer network, was build with the commercial software InfoWorks CS. The model was either calibrated with the data from the monitoring and sampling campaign. Through further model simulations interdependencies among masses spilled, rain characteristics and basin characteristics are looked for. The thesis can be seen as a basis for further insighs and for planning remediation actions.

Studio parametrico del comportamento di opere di sostegno flessibili mediante modellazione numerica

Oggetto di questa tesi �� lo studio parametrico del comportamento di paratie mediante modellazione numerica agli elementi finiti. Si �� anche analizzato l���aspetto normativo relativo ad esse ed in particolare si �� applicato il D.M. 2008 ad una paratia sottolineando le innovazioni nella progettazione geotecnica. Le paratie sono opere di sostegno flessibili interagenti con i fronti di scavo e costituite da una porzione fuori terra, soggetta a condizioni di spinta attiva, e una porzione interrata che contrappone la resistenza passiva del terreno. Le opere di sostegno flessibile si dividono in due categorie: diaframmi e palancole che differiscono molto fra loro sia per il materiale con cui sono realizzate, sia per la tecnica di messa in opera, sia per la geometria, ma hanno in comune il meccanismo di funzionamento. Sono stati illustrati i metodi di calcolo per lo studio delle paratie: metodi dell���equilibrio limite a rottura, metodi a molle e metodi agli elementi finiti. I metodi agli elementi finiti negli ultimi anni hanno avuto maggior successo grazie alla possibilit�� di definire il modello costitutivo sforzi-deformazioni, le condizioni al contorno e le condizioni iniziali. Esistono numerosi programmi di calcolo che si basano sul metodo agli elementi finiti, tra i quali �� da annoverare il programma Plaxis che viene molto usato grazie alla presenza di vari modelli costitutivi in grado di simulare il comportamento del terreno. Tra i legami costitutivi presenti nel programma Plaxis, sono stati presi in esame il modello Mohr-Coulomb, l���Hardening model e il Soft Soil Creep model e sono poi stati applicati per eseguire uno studio parametrico del comportamento delle paratie. Si �� voluto comprendere la sensibilit�� dei modelli al variare dei parametri inseriti nel programma. In particolare si �� posta attenzione alla modellazione dei terreni in base ai diversi modelli costitutivi studiando il loro effetto sui risultati ottenuti. Si �� inoltre eseguito un confronto tra il programma Plaxis e il programma Paratie. Quest���ultimo �� un programma di calcolo che prevede la modellazione del terreno con molle elasto-plastiche incrudenti. Il lavoro di tesi viene illustrato in questo volume come segue: nel capitolo 1 si analizzano le principali caratteristiche e tipologie di paratie mettendo in evidenza la complessit�� dell���analisi di queste opere e i principali metodi di calcolo usati nella progettazione, nel capitolo 2 si �� illustrato lo studio delle paratie secondo le prescrizioni del D.M. 2008. Per comprendere l���argomento �� stato necessario illustrare i principi base di questo decreto e le caratteristiche generali del capitolo 6 dedicato alla progettazione geotecnica. Le paratie sono poi state studiate in condizioni sismiche secondo quanto previsto dal D.M. 2008 partendo dall���analisi degli aspetti innovativi nella progettazione sismica per poi illustrare i metodi pseudo-statici utilizzati nello studio delle paratie soggette ad azione sismica. Nel capitolo 3 si sono presi in esame i due programmi di calcolo maggiormente utilizzati per la modellazione delle paratie: Paratie e Plaxis. Dopo aver illustrato i due programmi per comprenderne le potenzialit��, i limiti e le differenze, si sono analizzati i principali modelli costituitivi implementati nel programma Plaxis, infine si sono mostrati alcuni studi di modellazione presenti in letteratura. Si �� posta molta attenzione ai modelli costitutivi, in particolare a quelli di Mohr-Coulomb, Hardening Soil model e Soft Soil Creep model capaci di rappresentare il comportamento dei diversi tipi di terreno. Nel capitolo 4, con il programma Plaxis si �� eseguita un���analisi parametrica di due modelli di paratie al fine di comprendere come i parametri del terreno, della paratia e dei modelli costitutivi condizionino i risultati. Anche in questo caso si �� posta molta attenzione alla modellazione del terreno, aspetto che in questa tesi ha assunto notevole importanza. Dato che nella progettazione delle paratie �� spesso utilizzato il programma Paratie (Ceas) si �� provveduto ad eseguire un confronto tra i risultati ottenuti con questo programma con quelli ricavati con il programma Plaxis. E��� stata inoltra eseguita la verifica della paratia secondo le prescrizioni del D.M. 2008 dal momento che tale decreto �� cogente.

Speciazione del cromo nei sedimenti di una laguna costiera

Il presente lavoro di tesi ha affrontato le problematiche legate alla speciazione del cromo in particolare i rischi legati alla forma esavalente che risulta particolarmente tossica per gli organismi acquatici. Sono state svolte diverse prove per la messa appunto di una metodica standar dell���US EPA ���Method 3060A��� indicata per l���estrazione selettiva del Cr(VI) in campioni di sedimento e suolo. Un set di campioni provenienti da sedimenti della laguna costiera della Pialassa della Baiona sono stati analizzati per quantificare i livelli cromo environmentally available, previa dissoluzione in acqua regia, e livelli di cromo esavalente per valutare l���eventuale rischio per il biota acquatico. Sia i livelli di concentrazione di cromo environmentally available confrontati con le linee guida internazionali che i livelli di cromo e Cr(VI) paragonati ai livelli di effetto ritrovati in letteratura non mostrano un potenziale rischio per gli organismi bentonici. I bassi valori di cromo esavalente sono in accordo con le condizioni riducenti tipiche di ambienti di transizione come quello di studio dove la forma chimica del cromo predominante sembra essere quella trivalente. La metodica seguita per la determinazione del cromo esavalente ha diversi limiti rappresentati dall���azione di interferenti quali AVS, Fe(II) e materia organica naturalmente presenti nei sedimenti, per questo procede ancora la ricerca di analisi di speciazione pi�� selettive.