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

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.)

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• …. 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

Civitavecchia (Italia)
Taranto (Italia)

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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

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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
OBIETTIVO
• Una nuova geometria dei
cassoni di progetto
(idraulica)
• Aumento delle performance
per l’attenuazione del moto
ondoso
• Dimunuzione dell’onda
residua interna

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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

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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.

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• 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.

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• 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.

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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.

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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

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AUTORITÀ PORTUALE DI TARANTO
RIQUALIFICAZIONE DEL MOLO POLISETTORIALE
NUOVA DIGA FORANEA DI PROTEZIONE DEL PORTO FUORI RADA DI
TARANTO - TRATTO DI PONENTE
PROGETTO DEFINITIVO

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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€.

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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

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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.
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

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PROGETTAZIONE A CONVERGENZA
• Modellazione numerica Mike 21 SW e BW
• Analisi geotecnica
• Analisi economica
RISULTATO ATTESO
• Incremento dell’operatività del Terminal Container
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€

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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.

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Punti significativi di controllo
Cerchio di evoluzione E0 - Accosto di testata A1 - Altri accosti A2, A3, A4
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

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L= 400m
Dir. 186°N
Hs 3,5m
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

© 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.
1.300m
Arretramento di
~100m

• Lotto funzionale 500m
• Posizione traslata di circa 100m dal canyon
sottomarino
• Simulazioni di confronto per analisi dell’operatività
all’accosto
1 2

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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.

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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?

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