Ricerca LaboratoriIdraulica fluviale, lagunare e biofluidodinamica

Idraulica fluviale, lagunare e biofluidodinamica

Responsabile scientifico: Luca Solari
Responsabile tecnico: Mauro Gioli
Sede: via di S. Marta, 3 - 50139 Firenze

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Il laboratorio opera come struttura di ricerca e sperimentazione nel settore dell'Idraulica e delle Costruzioni Idrauliche; all’attività di ricerca affianca attività didattiche nell’ambito degli insegnamenti dei corsi di studio oppure legate allo svolgimento di tesi di laurea e di dottorato. Presso il laboratorio inoltre, si svolgono ricerche e indagini sperimentali commissionate da enti pubblici e sviluppate nell'ambito dei progetti di ricerca nazionali ed internazionali. Nel laboratorio sono collocati diversi modelli fisici a supporto delle attività di ricerca:

• Indagini sperimentali sulle dinamiche di forme di fondo in alvei naturali sabbiosi, in particolare considerando la scabrezza che il letto mobile offre al flusso e il comportamento delle forme di fondo durante una variazione dell'offerta del sedimento. Le attività sperimentali sono condotte utilizzando un canale rettilineo di sezione rettangolare e di pendenza variabile, con un alimentatore di sedimenti posto al suo inizio.
• Rischio idraulico dovuto a collassi arginali, con particolare riferimento allo studio dei meccanismi idrodinamici che si instaurano nel corso d’acqua quando si verifica una rottura arginale. Gli esperimenti sono condotti in una canaletta idraulica rettilinea inclinabile lunga 5m, larga 0.44m e profonda 0.35m. Attraverso misure di profondità del flusso, profili di velocità e linee di corrente viene ricostruito il campo di moto nell'intorno della breccia.
• Rischio idraulico dovuto all’accumulo di detriti arborei alle pile dei ponti, la cui attività sperimentale, condotta sulla stessa canaletta degli esperimenti precedenti, è finalizzata ad indagare gli effetti della forma della pila di un ponte sull’accumulo di detriti arborei. In particolare, i detriti arborei sono stati riprodotti mediante bastoncini cilindrici di legno di faggio provi di rami e radici, suddividendoli in tre diverse classi di lunghezze e diametri in relazione alla larghezza del canale, mentre sono state riprodotte cinque diverse forme di pila utilizzando una stampante 3D con materiale di riempimento al 30% di termoplastica. Le prove sono state condotte in condizioni di corrente.

 

• Morfodinamica lagunare, con particolare riferimento alla modellazione dell’evoluzione morfodinamica delle barene lagunari. L’attività sperimentale è condotta attraverso l’utilizzo di un canale marittimo di circa 50 m di lunghezza, largo ed alto 0.8 m., nel quale è possibile simulare la variazione del livello idrico a seguito della marea ed il moto ondoso incidente sulla sonda. Ad un estremo è infatti posto un dispositivo per la generazione del moto ondoso ed in diverse posizioni sono situate delle sonde resistive per la misurazione della variazione della superficie libera rispetto ad un livello di quiete. Sul modello fisico della sponda sono inseriti dei sensori per la misura delle pressioni interstiziali e del contenuto d'acqua volumetrico .
• Biofluidodinamica, con particolare riferimento al basso apparato urinario, è stato progettato e realizzato un modello fisico per studiarne le principali relazioni tra le variabili idrodinamiche. Il modello fisico è costituito da un serbatoio cilindrico (che rappresenta la vescica) di altezza 2 m con un foro di scarico sul fondo collegato a un tubo elastico collassabile di lattice (uretra) tipo drenaggio Penrose di lunghezza 20 cm e diametro interno a riposo 6 mm. La compressione elastica sull’uretra dovuta agli organi interni è stata simulata posizionando il tubo elastico tra due blocchi di gommapiuma di dimensione 30x20x5 cm 3 soggetti a compressione. Nonostante la struttura semplificata, il modello è in grado di simulare correttamente i principali processi fisici che si verificano all'interno del tratto urinario inferiore: la resistenza al moto delle pareti dell'uretra, la loro deformabilità al variare della pressione intramurale, la presenza di ostruzioni localizzate o distribuite.