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Renata Archetti

Professoressa associata

Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali

Settore scientifico disciplinare: ICAR/01 IDRAULICA

Temi di ricerca

Parole chiave: Gestione integrata della fascia costiera Analisi di rischio Idrodinamica e morfodinamica costiera Modelli fisici Gestione integrata della fascia costiera Sversamenti di idrocarburi Videomonitoraggio Energia rinnovabile dal mare Idrodinamica e morfodinamica costiera Modelli fisici Sversamenti di idrocarburi

  • Il comportamento delle dighe frangiflutti a scogliera adottate per la difesa della costa e dei bacini portuali, con particolare attenzione alle dighe rimodellabili (frangiflutti a berma), alle dighe a parete verticale, ed alle opere di difesa costiera, in particolare le opere a cresta bassa;
  • La idrodinamica nella zona dei frangenti e della battigia per i casi di spiagge regolari o in presenza di barre o strutture di protezione dei litorali, la dinamica dei litorali e la gestione delle aree costiere;
  • La analisi di dati ondametrici per la caratterizzazione degli spettri energetici e delle mareggiate nei mari italiani,
  • L'analisi del rischio di colate detritiche;
  • Vulnerabilità delle aree costiere e rischio dovuto ad allagamenti;
  • Sviluppo di tecniche innovative basate sulla elaborazione di immagini per lo studio dei processi costieri;
  •  Inquinamento marino: misura del mescolamento e della dispersione di inquinanti mediante traccianti e drifters. Particolare attenzione è rivolta all'inquinamento da idrocarburi.
  • Fattibilità di produzione di energia energia elettrica da fonti rinnovabili:miniidro, onde, eolico off-shore.


Videomonitoraggio di processi costieri. E' stata sviluppata in tempi recenti una tecnica basata sulle elaborazioni di immagini della spiaggia, che permette la descrizione della idrodinamica e della morfodinamica costiera con elevata risoluzione temporale.  La parte consolidata e standard della tecnica di videomonitoraggio consiste nella elaborazione delle immagini medie (timex. Su queste immagini è evidente dove frange l'onda. Quindi essa fornisce informazioni quali-quantitative sulla posizione della linea di riva e delle barre sottomarine.  Presso Lido di Dante (Ravenna) è operativa una stazione di video monitoraggio ARGUS dal 2003, mentre la stazione di Igea Marina (Rimini), istallata nel 2006, utilizza videocamere e fotocamere commerciali. Tramite le tecniche di analisi d'immagine, è stato possibile dedurre le seguenti informazioni con cadenza settimanale:

  • la posizione della linea di battigia e della spiaggia intertidale e di conseguenza l'ampiezza della spiaggia e i suoi cambiamenti.
  • l'idrodinamica delle onde e delle correnti superficiali periodo e angolo di incidenza delle onde, intensità della corrente lungo costa e delle rip current.

Gli effetti delle opere parallele a cresta bassa sul litorale sono attualmente oggetto di studio per il loro minor impatto sul litorale. Il videomonitoraggio ha fornito quindi un ulteriore mezzo di indagine.

Inquinamento marino. RA si è interessata allo studio del mescolamento di inquinanti in zona costiera e della dispersione, con particolare attenzione all'inquinamento da idrocarburi (trasformazione dell'olio sottoposto all'azione delle onde). La attività di ricerca in svolgimento riguarda:

  • La modellazione del trasporto di olio dovuto all'effetto delle onde, sia in condizioni di frangimento al largo, che in zone costiere;
  • La modellazione del fenomeno di spiaggiamento dell'olio;
  • La validazione di modelli di dispersione di olio mediante esperimenti di lanci di boe derivanti che capaci di simulare la dispersione del petrolio in mare.
Misure idrauliche mediante strumentazione acustica. Strumentazione acustica, basata su effetto Doppler, ha avuto negli ultimi di un crescente utilizzo per misure in laboratorio ed in campo di velocità di correnti a pelo libero. Il maggiore vantaggio rispetto ad altre tecniche, è che queste misure, come il laser, non sono intrusive e permettono in certe condizioni di acquisire dati ad alta frequenza (fino a 100 Hz). Nelle applicazioni legate alla idraulica marittima, in presenza di frangimento è problematica la presenza di bolle. E' stato svolto uno studio relativamente all'influenza delle bolle nella misura di velocità e turbolenza mediante strumentazione doppler acustica. Si conclude che la presenza di bolle è relativamente trascurabile fino a quando la frazione di vuoto si mantiene minore di 0.1. La presenza di bolle aumenta la varianza nel segnale, per tale ragione le misure mediante strumentazione acustica non sono appropriate per misure di turbolenza. Nella analisi si mostra anche come il bilancio di massa è condizionato dalla presenza di bolle che non sono riconosciute come vuoto dallo strumento. RA ha partecipato a campagne di misura in laboratorio ed in campo per studiare e misurare mediante strumentazione ad ultrasuoni:
  • la turbolenza nella zona dei frangenti e della battigia;
  • la idrodinamica in presenza di opere di difesa costiera.

Dighe a berma con profilo rimodellabile I problemi legati al disegno di un'opera di questo tipo si differenziano parecchio da quelli tipici di un frangiflutti tradizionale, proprio perché in questo caso è previsto che i massi della mantellata,  o berma, siano liberi di muoversi causando il rimodellamento del profilo dell'opera ad una configurazione più stabile. Parte delle analisi si sono riferite a prove in laboratorio svolte personalmente presso le facilities del Danish Hydraulic Imstitute (DHI), e parte a dati raccolti. Parte del lavoro è rientrata nella attività prevista per il progetto Berm Breakwater Structures finanziato dalla Unione Europea (MAS2-CT94-0087). Le problematiche affrontate, riguardano:

  • l'indagine delle diverse alternative della protezione al piede dell'opera su fondo sabbioso;
  • l'indagine del rimodellamento della testata quando soggetta ad attacchi ondosi obliqui,
  • il contemporaneo danno subito la previsione indicativa dello stato tensionale che si viene a creare all'interno dei massi quando si urtano durante la fase di rimodellamento;
  • il trasporto longitudinale.
  • i criteri di progettazione di frangiflutti a berma.

Rischio associato a colate detritiche La probabilità di danno (“failure”) è definita come la probabilità che colate detritiche raggiungano strade o siti dove si trovano costruzioni, abitazioni e persone.  Si è applicata la analisi al caso di Acquabona, vicino a Cortina d'Ampezzo dove si verificano con una certa frequenza eventi di colate detritiche. Le colate detritiche nel canale di Acquabona sono state simulate mediante un modello numerico NLSWE per un vasto numero di condizioni. Le simulazioni hanno permesso di formulare delle relazioni empiriche per stimare le quote raggiunte alle sezioni del canale ed il volume dei detriti che si deposita al termine del canale come funzioni delle precipitazioni a monte e delle caratteristiche del materiale. Il rischio associato ad eventi di debris flow è stato confrontato con i criteri di accettabilità disponibili in letterature e sono state proposte delle metodologie per la riduzione dello stesso.

Idrodinamica e morfodinamica della zona dei frangenti e della battigia. Oggetto di ricerca è stato lo studio della idrodinamica nelle zone dei frangenti e della battigia. Tale attività è stata svolta sia mediante la modellazione numerica dei fenomeni che mediante la verifica sperimentale. L'interesse della ricerca è verso gli effetti di dissipazione al fondo nella zona di battigia. In seguito a osservazioni sperimentali si conclude che il profilo logaritmico di velocità, tipico per moti stazionari, rappresenta adeguatamente i profili di velocità al fondo nella zona di battigia. Le tensioni al fondo sono ben descritte da una legge quadratica. Per questa zona si sono stimati i valori del coefficiente d'attrito, differente nelle fasi di risalita e riflusso dell'onda. Tali risultati sono stati propedeutici ad includere gli effetti della dissipazione al fondo in un modello per la descrizione della zona di battigia sulla base di grandezze integrate . La modellazione è stata supportata da codici numerici per la propagazione delle onde in acqua bassa con il metodo WAF. Ciò ha reso possibile fornire le condizioni al contorno per una linea propriamente definita. Tali risultati analitici e numerici sono stati confrontati con misure sperimentali.

Opere di protezione costiera a cresta bassa. Dalla fine degli anni ‘90 RA si occupa della progettazione e degli effetti indotti da opere di protezione costiera poco tradizionali, quali le barriere sommerse o semi sommerse (tracimabili) nelle aree limitrofe. Lo studio è stato svolto principalmente nell'ambito di un progetto di ricerca finanziato dall' AGIP, il PRIN (Idrodinamica e Morfodinamica di spiagge protette da opere a cresta bassa) ed il progetto di ricerca EU DELOS. Nell'ambito del progetto europeo DELOS (V Programma Quadro) sono state raccolte informazioni relative allo schema di protezione ed agli effetti che questi interventi hanno avuto sul litorale. I dati hanno riguardato un gran numero di casi (un totale di circa 3000 casi in Europa, Giappone Stati Uniti). La sintesi di questa raccolta è consistita nel delineare delle grandezze e rapporti ricorrenti nel dimensionamento. Gli effetti che questi interventi hanno provocato sul litorale sono stati studiati in dettaglio relativamente a 6 siti di studio Europei, le condizioni ambientali in cui le opere sono state realizzate sono molto diverse tra loro. RA si è personalmente dedicata alla analisi degli effetti indotti dalle opere presso Lido di Dante (Ravenna), e Pellestrina (Venezia). La analisi comparativa tra schemi di protezione differenti ha portato alla conclusione che lo schema che ha mostrato maggiori prestazioni consiste nella realizzazione di opere parallele con elevata sommergenza e pennelli laterali (come il caso di Pellestrina). Le procedure per i trattamento dei dati relativi a livelli, onde, correnti e condizioni meteorologiche in genere, nella progettazione di opere tra cimabili sono state descritte in dettaglio. Particolare interesse è stato dato per la analisi degli eventi estremi.