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Tra i criteri di valutazione dell’offerta tecn...
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MIKE 21 BW
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Progettazione e layout portuali i modelli numerici a servizio dell'operatività portuale r04

Intervento al DHI Italian Conference 2013

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Progettazione e layout portuali i modelli numerici a servizio dell'operatività portuale r04

  1. 1. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 Progettazione e lay-out portuali: i modelli numerici a servizio dell'operatività portuale. I casi di Taranto e Civitavecchia A. Porretti, M. Filippone (SJS Engineering S.r.l.)
  2. 2. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI • …. Un porto (dal latino portus, che ha la stessa radice di porta) secondo la definizione più ricorrente, è uno specchio di acqua sufficientemente protetto dal moto ondoso, dalle correnti, dai venti e dagli effetti di marea, (fattori meteomarini), all'interno del quale le navi possono svolgere le operazioni di carico e scarico di merci e passeggeri, oltre che approvvigionarsi di viveri e di combustibili o semplicemente stazionare… I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Scarroccio (sway) Beccheggio (pitch) Abbrivio (surge) Imbardata (yaw)Rollio (roll) Sussulto (heave) h x z q y j
  3. 3. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Civitavecchia (Italia) Taranto (Italia)
  4. 4. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI AUTORITÀ PORTUALE DI CIVITAVECCHIA, FIUMICINO E GAETA Procedura ristretta per l’affidamento in appalto dei lavori di realizzazione dell’intervento denominato PRIMO LOTTO FUNZIONALE OPERE STRATEGICHE PER IL PORTTO DI CIVITAVECCHIA: PROLUNGAMENTO ANTEMURALE COLOMBO, DARSENA TRAGHETTI, DARSENA SERVIZI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  5. 5. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI OFFERTA TECNICA Tra i criteri di valutazione dell’offerta tecnica: • Prolungamento antemurale colombo - proposta tecnica migliorativa e di ottimizzazione delle previsioni progettuali • Darsena servizi - proposta tecnica migliorativa e di ottimizzazione delle previsioni progettuali e soluzioni tecniche diverse • Darsena traghetti - proposta tecnica migliorativa e di ottimizzazione delle previsioni progettuali I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale OBIETTIVO • Una nuova geometria dei cassoni di progetto (idraulica) • Aumento delle performance per l’attenuazione del moto ondoso • Dimunuzione dell’onda residua interna
  6. 6. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI SIMULAZIONI DELLA SOLUZIONE A BASE DI GARA MIKE 21 BW Grazie ai dati riportati nella documentazione di progetto è stato possibile effettuare una simulazione per le diverse direzioni d’onda. I risultati della simulazione forniscono: • La base di riferimento per i successivi confronti • Evidenza delle maggiori criticità I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  7. 7. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI NUOVA GEOMETRIA DEI CASSONI DI PROGETTO Parametri di controllo: • Larghezza complessiva della camera di dissipazione; • Posizione della o delle pareti forate interne in caso di camere di dissipazione multiple; • Porosità della o delle pareti traforate; • Dimensioni e forma delle aperture; • Altezza della camera (quota) e caratteristiche dell’onda incidente, in modo particolare, il suo periodo. I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  8. 8. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI • La larghezza complessiva della camera B determina il periodo dell’onda in cui la riflessione è minima. Se la camera occupa l’intera colonna d’acqua, tale periodo si equivarrà a quello la cui lunghezza d’onda è di circa B/L = 0,20. Le restrizioni in termini di spazio e di stabilità in fase di galleggiamento e servizio fanno sì che, in genere, la camera presenti una larghezza inferiore a quella ottimale. • La porosità della parete forata per la quale si minimizza la riflessione oscilla tra il 15% e il 30% per la camera semplice estesa all’intera colonna d’acqua. • La presenza di pareti traforate interne (camere multiple) fa sì che la dissipazione sia efficace in periodo più brevi di quello ottimale. • La riduzione della profondità all’interno della camera provoca un aumento del periodo per il quale la riflessione è minima. • L’impiego delle camere di dissipazione riduce le forze idrodinamiche orizzontali sulla struttura a seguito, sostanzialmente, dello sfasamento tra le sollecitazioni massime che agiscono sulla parete o sulle pareti traforate e sulla parte massiccia posteriore. I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  9. 9. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale • Aumento della dimensione longitudinale delle celle e collegamento interno delle celle assorbenti, con conseguente modifica della larghezza complessiva della camera pari 4,40+0.25+4,40=9,05m (L/9); • Apertura di finestre interne, di dimensioni 1.50x3.50m, tra le celle assorbenti della seconda fila; • Aumento dell’area delle forature esterne sia lato mare che lato terra, ove presenti.
  10. 10. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  11. 11. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Risultati positivi per il comportamento delle celle antiriflettenti. Il clima d’onda analizzato è quello caratterizzato da una direzione di provenienza 240°N e 270°N. Gli interventi atti a massimizzare la porosità dei cassoni esterni alla Darsena, oltre che quelli individuati per i cassoni costituenti l’imboccatura portuale, evidenziano una migliore risposta dei cassoni, come si evince dai grafici qui riportati.
  12. 12. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale L’efficacia delle modifiche adottate è stata verificata attraverso simulazioni numeriche dell’agitazione interna residua attraverso l’utilizzo del modulo Mike 21 BW. Due le direzioni che comportavano penetrazione del moto ondoso all’interno del porto: • 240° N, Hs = 3,5m, Tp = 8s • 270° N, Hs = 2,0m, Tp = 8s
  13. 13. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  14. 14. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  15. 15. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI AUTORITÀ PORTUALE DI TARANTO RIQUALIFICAZIONE DEL MOLO POLISETTORIALE NUOVA DIGA FORANEA DI PROTEZIONE DEL PORTO FUORI RADA DI TARANTO - TRATTO DI PONENTE PROGETTO DEFINITIVO I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  16. 16. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Accordo per il rilancio dei traffici nel porto di Taranto. • Ammodernamento della banchina di ormeggio; • Prolungamento della Diga Foranea; • Riqualificazione della banchina e delle yard terminal rinfuse. La nuova diga foranea di 1.300m è un’opera prevista dal PRP e prevede un investimento pari a circa 32Mio€.
  17. 17. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI Nell’ambito degli accordi si è fatto riferimento ad un primo lotto funzionale della diga, necessario a garantire, per il Terminal Container del Molo Polisettoriale, un adeguata protezione all’accosto con conseguente diminuzione del downtime della banchina di ormeggio. Somme stanziate per il I lotto funzionale: 14Mio€ OBIETTIVO • Individuazione del lotto funzionale (Estensione, Posizione) • Massimizzazione della protezione in corrispondenza della banchina del molo Polisettoriale • Calcolo del downtime nelle condizioni di: stato di fatto, breve periodo e medio periodo I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  18. 18. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI CONDIZIONI AL CONTORNO DA PRP • Opera a gettata, distaccata dall’attuale diga foranea in cassoni cellulari. • Parere n. 48/2010 Consiglio Superiore LL. PP. Seduta del 24.03.2010: «…La ricostruzione della stratigrafia di dettaglio dei terreni presenti lungo l'asse della scogliera in progetto evidenzia … per un tratto di testata di circa 90 metri di sviluppo …., lo spessore dei depositi compressibili aumenta rapidamente, fino a valori superiori a 5 metri. I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Nuova diga foranea a gettata Diga foranea in cassoni • . …Si dovrà procedere innanzitutto ad una caratterizzazione geometrica dello spessore del deposito di copertura della formazione di base attraverso indagini geofisiche accurate
  19. 19. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI PROGETTAZIONE A CONVERGENZA • Modellazione numerica Mike 21 SW e BW • Analisi geotecnica • Analisi economica RISULTATO ATTESO • Incremento dell’operatività del Terminal Container I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Importi A1) IMPORTO LAVORI 11.429.980,21€ A2) ONERI PERLA SICUREZZA 229.019,79€ A3) TOTALEA1+A2 11.659.000,00€ B) Somme a disposizione dell'Amministrazione C) Totale Somme a disposizione dell'Amministrazione 2.341.000,00€ TOTALEGENERALE(A3+C) 14.000.000,00€
  20. 20. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Propagazione Traversia Secondaria Propagazione Traversia principale Propagazione sotto costo con Modulo SW • 152 eventi ordinari registrati dalla boa ondametrica di Taranto. Punto di estrazione dei risultati • UTM33: 680500 E, 4481500 N, profondità di circa 25m, distanza di circa 4km dalla costa.
  21. 21. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI Punti significativi di controllo Cerchio di evoluzione E0 - Accosto di testata A1 - Altri accosti A2, A3, A4 I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale Scenari di simulazione con Modulo BW 1. Stato di fatto 2. Nuova diga foranea con Cassa di colmata V sporgente I lotto 3. Nuova diga foranea con Cassa di colmata V sporgente Completa 21 3
  22. 22. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI L= 400m Dir. 186°N Hs 3,5m I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale L= 400m Dir. 212° N Hs 3,0m L= 500m Dir. 186°N Hs 3,5m L= 500m Dir. 212° N Hs 3,0m L= 600m Dir. 186°N Hs 3,5m L= 600m Dir. 212° N Hs 3,0m
  23. 23. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI Per la ricostruzione stratigrafica delle aree e per determinare l’effettiva caratterizzazione geometrica dello spessore del deposito di copertura della formazione di base sono stati condotti n. 10 sondaggi profondi. I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale 1.300m Arretramento di ~100m
  24. 24. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale • Lotto funzionale 500m • Posizione traslata di circa 100m dal canyon sottomarino • Simulazioni di confronto per analisi dell’operatività all’accosto 1 2
  25. 25. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI Rispetto allo stato attuale, la costruzione del I lotto funzionale determina un miglioramento in termini di agitazione residua agli accosti del Molo Polisettoriale: • -7% di Hs per l’accosto in testata +22gg di operatività • -5% di Hs nel cerchio di evoluzione +32gg per l’accessibilità Configurazione finale prevista da PRP: • Peggioramento delle condizioni agli accosti in testata al Molo Polisettoriale (A1 e A2) e nel cerchio di evoluzione. I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  26. 26. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 © DHI LE ONDE DI SWELL • Le oscillazioni delle navi che più frequentemente possono dare problemi alle operazioni di movimentazione delle merci sono quelle di rollio e dunque legate alla larghezza dei natanti. • Quali soluzioni? • Quale modellistica applicata fornisce le indicazioni corrette? • Si può intervenire sui fenomeni di oscillazione di massa? I modelli numerici a servizio dell'operatività portuale
  27. 27. Italian DHI Conference 2013 Torino, 9-10 Ottobre 2013 Thank you A. Porretti, M. Filippone (SJS Engineering S.r.l.) © DHI

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