Il corso riguarda prevalentemente lo studio degli impianti idraulici, negli aspetti di analisi, progettazione e gestione. Si esaminano impianti che operano nei sistemi di approvvigionamento idrico, negli impianti idroelettrici, nei sistemi di drenaggio.
Contenuto del corso
Obiettivi: Fornire gli elementi per il dimensionamento e la progettazione delle principali opere idrauliche, anche di grandi dimensioni, e delle infrastrutture.
Argomenti: Fondamenti e procedure delle opere idrauliche più importanti (dighe, argini, canali, bonifiche, porti, impianti idroelettrici ...). Problemi idraulici delle infrastrutture dei trasporti (ponti, superfici stradali .). Definizione degli schemi funzionali e della normativa di riferimento connessa alla progettazione.
Il materiale didattico (slide ed approfondimenti) sarà distribuito durante le lezioni.
Testi di Riferimento:
- Evangelisti, Giuseppe. 1964. Impianti Idroelettrici. Volume 1 e 2. Patron. Bologna.
- E. Penche, Celso, 1998. Layman's Guidebook on how to develop a small hydro site. ESHA European Small Hydropower Association.
- Bianchi A. & Sanfilippo U., 2001. Pompe e impianti di sollevamento. Hoepli
->Complementi di idrologia
Loucks, D.P. and van Beek, E., 2005.Water Resources Systems Planning and Management.UNESCO. Paris.
Testi di riferimento
Da Deppo L, Datei C. e Salandin P. 2002. Sistemazione dei corsi d’acqua. Libreria Internazionale Cortina Padova.
Ferro Vito, 2002. La sistemazione dei bacini idrografici. McGraw-Hill
Rasulo G., 2009. Le sistemazioni idrauliche per la difesa del territorio. Federiciana Editrice Universitaria.
Testi di Approfondimento
Datei C., 1976. Introduzione allo studio delle dighe: sbarramenti in muratura. Libreria Internazionale Cortina, Padova.
Da Deppo L. e Datei, C., 2003. Navigazione interna. Libreria Internazionale Cortina.
Grishin M.M., 1982. Hydraulic Structures. Ed. Mir, Moscow
Pavel P., 1982. Canal and River Levees. Elsevier
Chanson H., 2004. The Hydraulics of Open Channel Flow: An Introduction, Oxford,UK.
Novak P., A.I.B. Moffat, C. Nalluri, R. Narayanan, 2007. Hydraulic Structures, Taylor and Francis.
Obiettivi Formativi
Il corso riguarda prevalentemente lo studio degli impianti idraulici, negli aspetti di analisi, progettazione e gestione. Si esaminano impianti che operano nei sistemi di approvvigionamento idrico, negli impianti idroelettrici, nei sistemi di drenaggio..
L’obiettivo del corso è di sviluppare conoscenze su i vari tipi di impianti idraulici e di sviluppare una competenza relativa alla identificazione, analisi e gestione di un impianto idraulico.
Obiettivi Formativi
Fornire gli elementi per il dimensionamento e la progettazione delle principali opere idrauliche, anche di grandi dimensioni, e delle infrastrutture.
Definire gli schemi funzionali e discutere la normativa di riferimento connessa al dimensionamento e alla progettazione di:
1) opere di protezione e salvaguardia del territorio e delle attività antropiche dal rischio idraulico;
2) di opere di valorizzazione della risorsa idrica;
3) interventi per la soluzione dei problemi idraulici delle infrastrutture dei trasporti.
Prerequisiti
Idraulica, Idrologia e Costruzioni Idrauliche, Scienza e Tecnica delle Costruzioni, Geotecnica.
Metodi Didattici
Il corso prevede lezioni, esercitazioni e
un Project work sulla progettazione preliminare di una stazione di sollevamento ed un impianto mini hydro
Metodi Didattici
L'insegnamento si compone di lezioni tradizionali e discussioni in aula, di seminari e applicazioni pratiche su argomenti specifici da parte di esperti del settore, dedicati principalmente ad approfondimenti su alcuni argomenti.
Dell’apprendimento fa parte l’attività di revisione svolta collettivamente in aula dei casi di studio degli studenti.
Altre Informazioni
Le note delle lezioni, ulteriore documentazione di approfondimento, nonché dati eventualmente utili, potranno essere resi disponibili durante le lezioni sulla piattaforma Moodle di ateneo http://e-l.unifi.it/
Nelle prime settimane di lezione è richiesta l’iscrizione alla piattaforma agli studenti che intendono frequentare.
Modalità di verifica apprendimento
Metodi di Valutazione
Valutazione del Project Work
Esame orale
La valutazione è basata sull’esame orale, sul project work e sul lavoro individuale con questi pesi
ATTIVITà PERCENTUALE
Esame 40%
Projects 40%
Homework 20%
Modalità di verifica apprendimento
La verifica dell'apprendimento avviene mediante colloquio orale sugli argomenti del programma del corso, la presentazione e discussione di un caso di studio, definito in accordo con il docente, sviluppato individualmente o in gruppo sulla base dei contenuti del corso.
Della verifica di apprendimento fa parte anche l’eventuale attività dello studente in aula: a) in occasione di revisioni collettive e condivise sugli stati di avanzamento del progetto; b) presentazione e discussione di argomenti di approfondimento, individuati su suggerimento del docente o interesse dello studente, sulla base di informazioni disponibili in letteratura.
Programma del corso
1. Introduzione
2. Water-Energy-Food-Ecosystem Nexus – Un approccio sistemico alla progettazione
- L’analisi del contesto socioeconomico-ambientale nella progettazione degli impianti idraulici
- Contesto Normativo: Water Framework Directive (2000/60/EC), Flood Directive (2007/60/EC) e Direttive collegate
- Approccio grigio ed approccio verde nella progettazione. Le soluzioni win-win
3. Macchine idrauliche
- Richiami di termodinamica dei sistemi aperti.
- Introduzione grandezze fondamentali
- Esempi e classificazione degli impianti
4. Impianti di sollevamento
Criteri generali di dimensionamento di un impianto di sollevamento:
- Principi di funzionamento pompe. Triangoli di velocità
- Calcolo potenza impianto sollevamento.
- Inquadramento del problema (dati invariabili del progetto) Portata di esercizio
- Diametri dell’aspirante e della premente
- Curve caratteristiche impianto e pompa
- Diagrammi caratteristici, Cavitazione, NPSH
- Scelta pompa (punto di funzionamento).
- Dimensionamento camera aspirazione Moto vario e colpo d'ariete, apparecchiature di controllo e sicurezza
5. Impianti (mini)idroelettrici
- Classificazione impianti idroelettrici. Dettagli costruttivi turbine idrauliche e classificazione tipologie
- Valutazione potenziale idroenergetico di un territorio. Analisi topografica e idrologica
- Introduzione al dimensionamento di un impianto minihydro.
- Dimensionamento di un impianto minihydro (Opere di presa, perdite di carico, scelta turbina)
- Generatori elettrici impianti minihydro. Valutazione rendimento economico impianto minihydro
Complementi di idrologia
Inquadramento territoriale (topografia, pedologia, uso del suolo)
La modellazione afflussi-deflussi per la stima delle portate di progetto
La stima del fabbisogno idrico nei vari settori
Programma del corso
Introduzione alle opere idrauliche e agli interventi di sistemazione dei bacini idrografici e dei corsi d’acqua.
Strumenti per la caratterizzazione dei sistemi di riferimento di
a) Modellazione idrologica: software HEC-HMS per la simulazione dei processi di trasformazione afflussi-deflussi e la ricostruzione degli idrogrammi di piena.
b) Modellazione idraulica: software HEC-RAS per la simulazione in moto permanente e in moto vario dei profili di corrente nei corsi d’acqua.
Definizione dei quadri di riferimento normativi a livello nazionale, regionale, locale per la caratterizzazione del quadro ambientale in cui si sviluppa l'opera.
Caratterizzazione dei reticoli idrografici naturali e delle reti idrauliche artificiali.
Tipologie e criteri costruttivi di opere per la protezione del territorio e difesa dal rischio di alluvione e opere per la valorizzazione della risorsa idrica in un approccio integrato alla gestione del territorio. Tipologie e criteri costruttivi di traverse, argini, casse d’espansione, dighe e invasi di laminazione, opere portuali, impianti idroelettrici, grandi condotte, e opere per la navigazione interna, etc.
Problemi idraulici degli attraversamenti fluviali: spinte dinamiche della corrente, erosione, rigurgito. Allontanamento delle acque meteoriche dagli impalcati e dalle superfici stradali.