Ingegneria costiera e Impianti speciali idraulici - Teoria

Le opere portuali

L'infrastruttura più caratteristica è rappresentata dai moli che sono le strutture di protezione più tipiche, le quali sono radicate a terra e si spingono in mare e che a volte hanno anche la funzione di attracco delle imbarcazioni.

I moli si definiscono moli guardiani nel caso dei porti canale, quest'ultimi sono quelli che si trovano alle foci dei fiumi. I moli guardiani sono perpendicolari alla costa e costituiscono un ideale prolungamento del corso d'acqua esplicando importanti funzioni.

Altra importante infrastruttura di protezione, spesso presente, è rappresentata dalle dighe foranee che a differenza dei moli sono staccate da terra. Sono comunque un'infrastruttura di protezione dal moto ondoso, in quanto bisogna garantire che nel porto ci siano condizioni tali da poter svolgere le funzioni per cui il porto è concepito. La condizione essenziale per garantire gran parte delle funzioni è quella di avere lo

Specchio d'acqua in quiete, è quindi necessario proteggere questo specchio d'acqua dal moto ondoso. Un tipo particolare di diga foranea è la cosiddetta diga antemurale, quest'ultima è quella che si trova a protezione di porti che hanno un bacino non proprio ben delimitato. Un esempio è quello relativo al porto di Napoli qui sottorappresentato.

Precedentemente è stata fatta una classificazione funzionale dei porti, ma nella gran parte dei casi le varie funzioni coesistono, cioè in tutti i porti più importanti, ma anche in quelli meno, è possibile trovare una parte destinata ai traffici commerciali, quella relativa al trasporto dei container, una parte a quella dei passeggeri, la parte destinata al turismo eccetera. Solo i piccoli porti turistici sono molte volte delle identità ben distinte.

I pontili sono delle opere a giorno costituiti da infrastrutture spesso su pali e sono destinati all'ormeggio delle imbarcazioni.

A volte i pontili è possibile trovarli anche all'esterno dei porti. Le banchine sono gli spazi a terra destinati all'ormeggio delle imbarcazioni, le quali sono opportunamente attrezzate con strutture destinate all'attracco delle imbarcazioni ed anche mediante colonnine necessarie per il rifornimento delle imbarcazioni stesse.

DISPOSIZIONI PLANIMETRICHE DELLE OPERE ESTERNE DEI PORTI

Uno dei problemi fondamentali che si pone nella progettazione di un porto è quello di definire il layout, ovvero la disposizione planimetrica del porto stesso. Naturalmente la progettazione di un porto è un'operazione molto complessa che non abbiamo assolutamente la presunzione di affrontare in questo corso, anche perché nel progetto di un porto intercorrono diverse figure con diverse competenze. Si parte dall'analisi del traffico, le quali sono operazioni che devono essere condotte da figure specializzate, e sulla base dell'analisi precedente si

definisce la flotta tipo, quindi il numero e il tipo di imbarcazioni che si intende ospitare. Queste analisi provengono da valutazioni di tipo economiche che devono andare a massimizzare i vantaggi della realizzazione dell'opera. Definita la flotta tipo è possibile definire lo spazio in acqua necessario, si presentano pertanto problematiche riguardanti l'idraulica marittima di competenza dell'ingegnere, il quale si occuperà del dimensionamento delle infrastrutture esterne in primo luogo e della definizione della configurazione dell'imboccatura.

Quando si definisce la configurazione dell'imboccatura bisogna fare riferimento essenzialmente a tre criteri generali:

1. facilità d'ingresso delle imbarcazioni;
2. riduzione dell'agitazione ondosa;
3. problema dell'interrimento: il litorale è soggetto a trasporto solido e l'infrastruttura può intercettare una porzione di solidi erosi e può intasarsi.

l'imboccatura (problema più sentito nei piccoli porti). Per la risoluzione di questo problema si deve optare a continui dragaggi, che sono operazioni costose e complesse anche in fase di smaltimento dei terreni. Questi tre criteri assumono peso differente a seconda della tipologia del porto che stiamo considerando e dell'importanza del peso stesso, questo perché in alcune tipologie può essere più importante un criterio rispetto agli altri due, dato che entrano in gioco considerazioni di natura tecnica ed economica. Ad esempio, considerando un porto commerciale è opportuno avere una zona di accesso e di evoluzione abbastanza ampia, dove possono entrare facilmente grandi navi senza che siano particolarmente disturbate. Una configurazione favorevole è quella qui rappresentata. Essa presenta due moli convergenti e l'imboccatura del porto è aperta alla traversia principale. Dalla direzione della freccia arrivano le onde più.

alte e ciò sembrerebbe un controsenso, dato che entrando le onde più alte si ha agitazione ondosa più importante all'interno del porto, ma poiché in un porto commerciale devo garantire l'ingresso di grandi navi, sia l'imboccatura, sia i fondali devono avere una dimensione ragguardevole. La riduzione dell'agitazione ondosa è affidata alla diffrazione, infatti, in questo caso, la disposizione a moli convergenti origina un fenomeno di diffrazione doppia che porta ad una riduzione dell'altezza d'onda. Se la diffrazione non dovesse essere sufficiente ad ottenere un'adeguata riduzione dell'altezza d'onda diffratta posso ricorrere a dei moli rompitratta intermedi, andando ad indurre un ulteriore diffrazione che porta all'attenuazione dell'agitazione ondosa. Questa configurazione è presente anche in alcuni porti italiani, come ad esempio nel porto di Ravenna, ed è utilizzata quando la natura

non garantisce una configurazione favorevole di base. Dove ci sono delle insenature che hanno già di base una configurazione molto favorevole posso avere molta più facilità nella progettazione delle infrastrutture, quando invece devo confrontarmi con una situazione del sito che non è particolarmente favorevole devo scegliere la soluzione più conveniente. Spesso questa configurazione a moli convergenti non è la migliore in quanto porta i moli a spingersi molto lontani dalla costa e ad una non razionale utilizzazione degli spazi interni, è quindi possibile considerare una configurazione alternativa a bacino, dove si hanno comunque due moli di uguale importanza, ma, la configurazione degli stessi, permette una migliore delimitazione dello spazio interno e quindi una distribuzione degli spazi più vantaggiosa.

Queste sono le possibili configurazioni:

Quando la diffrazione non è sufficiente a garantire un adeguata attenuazione del moto

ondoso all'interno del bacino portuale si può ricorrere ad un ulteriore infrastruttura che può essere una diga antemurale posta davanti all'imboccatura del porto. La diga antemurale protegge il bacino dalla traversia principale e induce di per sé già una prima diffrazione doppia, quindi le onde diffratte saranno via via di altezza minore. Questo però comporta la minore facilità di accesso da parte delle imbarcazioni e soprattutto la possibilità di essere investita da moto ondoso lateralmente, bisogna quindi sempre passare per un'analisi meteomarina molto accurata.

Se la diga antemurale, che copre solo l'imboccatura, non dovesse essere ancora sufficiente è possibile allungare la diga antemurale conferendo una protezione ancora maggiore, ciò comporta però un'ancora maggiore difficoltà di accesso da parte delle imbarcazioni.

Nei porti più piccoli abbiamo una diversa configurazione

a bacino. Vi sono due moli che non sono uguali, oche non hanno nemmeno la stessa importanza, ed inoltre si ha un molo primario che si oppone al motoondoso più gravoso ed un molo secondario. Anche in questi casi possiamo avere una configurazione a moliconvergenti oppure, più frequentemente, una configurazione a bacino in cui c’è un molo più importantedell’altro.

Un'altra configurazione tipica, che si osserva frequentemente in alcuni porti italiani come quello di Napoli eGenova, è la configurazione a pettine, dove si hanno una serie di darsene, ovvero gli spazi a mare, dispostisecondo questa tipica configurazione a pettine e la protezione è garantita da una diga antemurale.

I porti canale sono quelli situati in genere lungo le foci dei fiumi, spesso anche navigabili nella parte terminale,ed essi sono caratterizzati dalla presenza di moli guardiani nella parte terminale. Questi moli guardiani hannogeneralmente la funzione

Il principale di garantire la profondità dei fondali, perché le foci dei fiumi sono sempre interessate da significativo trasporto solido. In prossimità delle foci dei fiumi si ha una significativa variazione del campo idrodinamico; infatti, una portata fluviale che arriva al mare lo fa con una riduzione significativa delle velocità, determinando sedimentazione del materiale trasportato. Le foci dei fiumi tendono ad interrarsi, accrescendo attraverso i sedimenti che vengono depositati. Quando troviamo un porto canale bisogna essere consapevoli che il trasporto solido di origine fluviale, o anche quello trasportato lungo il litorale dalle correnti conseguenti al frangimento, tende a procurare interrimento della zona d’ingresso del porto canale. Per garantire fondali adeguati, di modo che le imbarcazioni possano entrare ed uscire dal porto, andiamo a realizzare dei moli guardiani. Questi proteggono dall’interrimento dovuto dai sedimenti provenienti dal mare.

E fanno sì che, prolungando idealmente il corso d'acqua, la sedimentazione avvenga all'esterno del porto stesso. Il dragaggio dei sedimenti dovrà essere sempre fatto, ma così facendo questa operazione potrà essere eseguita anche più di rado.

Nei porti canali spesso possiamo avere degli spazi ricavati a terra, cioè lo specchio d'acqua viene in parte scavato, ovvero non è del tutto naturale. Quando non è sufficiente lo specchio d'acqua, garantito dal corso d'acqua stesso, esso si può ampliare mediante scavi a terra.

Altra caratteristica che interessa questi tipi di porti è sempre connessa al fenomeno del trasporto solido, infatti basta guardare un i porti canale presenti sulla costa adriatica per accorgersi di una discontinuità della linea di riva. Questo significa che una parte del litorale è interessata da trasporto solido longitudinale, quindi parallelamente alla linea di riva.

mina il trasporto di sedimenti lungo la costa. In particolare, il trasporto solido netto è la differenza tra il trasporto di sedimenti in entrata e il trasporto di sedimenti in uscita da una determinata porzione di costa. Il molo è una struttura costruita per proteggere un porto o una spiaggia dall'azione delle onde e delle correnti marine. Quando le onde si infrangono sul molo, parte del trasporto solido viene intercettato e si deposita, formando una spiaggia o un accumulo di sedimenti. Questo fenomeno è particolarmente evidente nelle zone costiere soggette a forti onde e correnti, dove il trasporto solido può essere molto intenso. Il frangimento delle onde è il processo attraverso il quale le onde si rompono sulla costa. Durante il frangimento, le onde perdono energia e trasportano sedimenti lungo la costa. Questo trasporto di sedimenti può essere influenzato da diversi fattori, come la forma della costa, la direzione e l'intensità delle correnti marine, la presenza di barriere naturali o artificiali come i moli. In conclusione, il trasporto solido netto è un fenomeno che interessa praticamente ogni porzione della costa, e il molo può intercettare parte del trasporto solido, favorendo la formazione di spiagge o accumuli di sedimenti. Il frangimento delle onde è un processo chiave nel trasporto di sedimenti lungo la costa, influenzato da diversi fattori ambientali.