IT202000004801A1 - Struttura monolitica per scogliera artificiale aperta e scogliera comprendente una pluralità di dette strutture - Google Patents

Description

Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo:

?Struttura monolitica per scogliera artificiale aperta e scogliera comprendente una pluralit? di dette strutture?

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una struttura monolitica per scogliera artificiale aperta e ad una scogliera comprendente una pluralit? di dette strutture; in particolare l?invenzione si riferisce ad una scogliera artificiale aperta comprendente strutture monolitiche poliedriche irregolari.

Pi? particolarmente, la presente invenzione si riferisce ad una scogliera artificiale comprendente strutture monolitiche poliedriche che possono essere posizionate sulla battigia, a protezione di opere, o sul fondale marino, sommerse o parzialmente emergenti dal livello medio marino L (Fig. 6), in modo che occupino la superficie del fondale o della battigia in modo discontinuo, assecondando la naturale propagazione del moto ondoso senza innescare effetti riflettenti sui fondali o rifrattivi sulle spiagge limitrofe e favorendo la ricostruzione delle spiagge.

Sono note nella tecnica barriere rigide a sezione trapezoidale posizionate sul fondale marino, sommerse o emergenti, parallele o inclinate rispetto alla linea di riva, oppure collocate sulle spiagge, di natura lapidea o in calcestruzzo.

Queste barriere rigide per? non sono soddisfacenti in quanto, in particolare quelle posizionate sul fondale marino, presentano il problema di bloccare la continuit? del fondale e del moto ondoso incidente verso riva con effetti riflettenti capaci di incidere pesantemente sulla morfologia dei fondali, in particolare causando fosse di erosione alla base delle barriere capaci di comprometterne la stabilit? ed incrementare l?energia del moto ondoso, ed effetti di rifrazione laterale con conseguente erosione delle spiagge limitrofe, detti effetti di riflessione e rifrazione amplificandosi nel tempo, con una sistematica scomparsa della fascia costiera nella zona dei frangenti, una deviazione sui fondali pi? profondi dei materiali inerti a danno delle spiagge, ed un?alterazione dell?ecosistema sottomarino.

Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore, fornendo una struttura monolitica per scogliera artificiale aperta ed una scogliera comprendente una pluralit? di dette strutture che, assecondando la naturale evoluzione del moto ondoso incidente e delle contestuali azioni reagenti che si sprigionano, ne assicurino una riduzione della velocit? e consentano la ricostruzione dell?arenile, in particolare ripristinando le condizioni naturali ottimali per l?abbattimento progressivo del moto ondoso da parte della spiaggia, sia sommersa che emergente.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di favorire condizioni ambientali ottimali, quali luce e circolazione idrica, per il prosperare delle biocenosi marine sulle strutture della scogliera.

Il suddetto ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con una struttura monolitica per scogliera artificiale aperta ed una scogliera comprendente una pluralit? di dette strutture, come quelle descritte nelle rispettive rivendicazioni indipendenti. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l?oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.

Risulter? immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalit? equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.

La presente invenzione verr? meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- le Figure da 1 a 4 mostrano viste in prospettiva di una struttura monolitica per scogliera artificiale aperta in una forma di realizzazione della presente invenzione;

- le Figure 5 e 6 mostrano viste di una scogliera artificiale aperta comprendente una pluralit? di strutture monolitiche secondo la presente invenzione; e

- le Figure 7 e 8 mostrano viste in prospettiva di una struttura monolitica per scogliera artificiale aperta in una forma di realizzazione della presente invenzione.

Facendo riferimento alle Figure, sono illustrate e descritte forme di realizzazione preferite della struttura monolitica per scogliera artificiale aperta e della scogliera comprendente una pluralit? di dette strutture secondo la presente invenzione.

In una forma di realizzazione preferita, la struttura 10 monolitica, o sperone, secondo la presente invenzione ha forma sostanzialmente di un tronco di piramide a pianta poligonale, preferibilmente gradonata, e comprende una superficie di base 11 ed almeno tre superfici laterali 12, 13, 14, almeno una di dette superfici laterali comprendente almeno un, preferibilmente una pluralit?, volume 16 poliedrico irregolare sporgente da essa, configurato per deviare e deflettere il moto ondoso incidente ed i flussi del moto ondoso di ritorno. Preferibilmente la superficie di base 11 comprende una struttura di ammorsamento e di connessione con i diversi conci strutturali.

Preferibilmente la struttura 10 monolitica ? realizzata in calcestruzzo con cemento ed assortimento granulometrico selezionato, anche in tinta, del tipo lavico oppure calcareo, idoneo ad incrementare il coefficiente di resistenza al fluire del moto ondoso, ad esempio costruito con casseforme a getto unico di calcestruzzo.

In modo preferito detta struttura o sperone 10 comprende inoltre una superficie superiore 15, a sua volta comprendente almeno un volume 16 poliedrico irregolare sporgente da detta superficie superiore 15; preferibilmente la superficie superiore 15 comprende una pluralit? di volumi 16 poliedrici irregolari sporgenti disposti a raggiera, per deviare e deflettere il moto ondulatorio incidente.

In particolare, le superfici laterali 12, 13, 14 e superiore 15 e i volumi 16 poliedrici sporgenti da dette superfici 12, 13, 14, 15 sono orientati in modo da assecondare la naturale evoluzione del moto ondoso, ciascun volume 16 poliedrico irregolare comprendendo almeno tre facce 26, ad esempio piane, ed essendo in modo preferito i volumi 16 poliedrici irregolari intervallati da settori di superfici piane 27 dall?andamento sostanzialmente orizzontale o verticale, o con diverse inclinazioni spaziali.

In alternativa i volumi 16 poliedrici irregolari sono collegati fra loro tramite lati 28 delle facce 26.

In modo preferito almeno un faccia 26 ha forma triangolare.

In modo preferito ciascuna struttura 10 comprende un bulbo frontale 22 configurato per raccordare le superfici laterali 12, 13, in particolare i volumi 16 poliedrici irregolari, senza produrre effetti riflettenti sul fondale; preferibilmente una delle superfici laterali, denominata superficie laterale posteriore 14, ? in posizione opposta rispetto al bulbo frontale 22. Preferibilmente detta superficie laterale posteriore 14 ha forma di cuspide, in modo da deviare i flussi di ritorno dell?onda, e comprende una pluralit? di volumi 16 poliedrici irregolari sporgenti.

In una forma di realizzazione dell?invenzione mostrata nelle figure 7 e 8, la struttura 10 monolitica ? realizzata con l?inserimento, interno alla struttura monolitica, di una condotta idraulica 30 che mette in comunicazione la quota batometrica di appoggio del bulbo frontale 22 con quella della superficie laterale posteriore 14 della struttura medesima. Per effetto dell?abbattimento dell?altezza dell?onda sulle superfici dello sperone nel passaggio dell?onda, si verifica una depressione in superficie che potenzier? ulteriormente il contrasto ai moti ondulatori dell?onda.

La scogliera 100 artificiale aperta secondo la presente invenzione, comprende una pluralit? di dette strutture 10 posizionate a distanza l?una dall?altra, in una direzione sostanzialmente orizzontale e/o ortogonale rispetto ad una direzione Y del moto ondoso dominante, a seconda delle caratteristiche meteo marine del paraggio e della presenza o meno di infrastrutture stabili gi? costruite.

In particolare la scogliera 100 artificiale aperta consente il passaggio del moto ondoso senza produrre effetti riflettenti sul fondale, che ostacolerebbero il passaggio dei materiali fluviali utili alla ricostituzione delle spiagge.

Per progettare una scogliera 100 artificiale aperta che sia funzionale occorre conoscere la dinamica del moto ondoso lungo la fascia dei frangenti, nonch? lo stato attuale dei luoghi e le variazioni subite nel corso degli anni; infatti gli speroni 10 o strutture monolitiche vengono collocati su fondali ricadenti nella zona dei frangenti, perch? i materiali alluvionali trasportati dal moto ondoso possano raggiungere la linea di battigia con depositi sul fondale lungo tale percorso.

Planimetricamente quindi la scogliera 100 viene posizionata in dipendenza delle condizioni meteomarine del paraggio, dell?andamento delle batometriche dei fondali dominanti nella zona dei frangenti, delle altezze massime delle ondazioni ricorrenti, dell?evoluzione storica, delle finalit? progettuali.

Vantaggiosamente, la scogliera 100 artificiale aperta ha lo scopo di favorire la ricostruzione della spiaggia, ripristinando le condizioni naturali ottimali per l?abbattimento progressivo del moto ondoso da parte della spiaggia, sia sommersa che emergente.

La disposizione di una pluralit? di strutture o speroni collocati sul fondale distanziati tra loro, con interassi X prestabiliti, ? quella che consente una interazione fluido dinamica funzionale tra il moto ondoso incidente proveniente dal mare aperto sul fronte della scogliera 100 comprendente una pluralit? di strutture 10 e quello a velocit? ridotta delle singole strutture 10 quale effetto di reazione generato dal flusso del moto ondoso incidente che scorre sulle superfici delle strutture 10 con effetti deflettenti.

L?effetto combinato ? quello di un fronte di moto ondoso omogeneo a velocit? ridotta, ma sempre sospinto dall?energia residua dell?onda originaria su ondazioni che trasportano in modo omogeneo lungo l?intero fronte della scogliera 100 i materiali alluvionali in sospensione.

Questo si verifica con sistematicit? con qualsiasi intensit? di moto ondoso incidente negli spazi compresi tra la spiaggia sommersa antistante la zona di collocazione degli speroni 10 e la spiaggia emersa.

La specifica dinamica dei flussi del moto ondoso sulle superfici deflettenti delle singole strutture 10 ? tale da non ostacolare il trasporto orizzontale del moto ondoso che lambisce i singoli speroni 10.

La scogliera artificiale 100 aperta viene collocata su fondali ricadenti nella zona dei frangenti.

Il treno d?onde che procede verso la riva trova su tale percorso una serie di strutture 10, sulle quali il flusso del moto ondoso agisce in modo da rallentare la sua velocit? di avanzamento, venendosi a creare un insieme di volumi fluido dinamici a velocit? ridotta che si espande attorno alla struttura 10. Tale flusso a velocit? ridotta interagisce con quello proveniente dal mare aperto sull?intero fronte della scogliera 100 artificiale aperta, con contestuali azioni di trascinamento verso riva. L?onda residua che procede alle spalle della scogliera 100 ? costituita sostanzialmente da un flusso di espansione rallentato rispetto a quello incidente, che determina il rallentamento della velocit? dei flussi ed il deposito di materiali alluvionali sui fondali in prossimit? della scogliera.

La flessibilit? della scogliera 100 consente di conseguire effetti di ripascimento sia con scogliere 100 posizionare in mare, totalmente o parzialmente sommerse, sia sulla battigia, a diretta protezione di opere o manufatti infrastrutturali.

Essenziale per l?efficienza della scogliera 100, ? l?assenza di effetti di riflessione o rifrazione del moto ondoso sul fondale e sulle spiagge limitrofe a quella dell?intervento.

Questo consente la ricostruzione della spiaggia, sia di quella antistante la scogliera 100 che di quella retrostante fino ed oltre la linea di separazione tra spiaggia sommersa e spiaggia emersa, quindi la ricostruzione di una linea di costa lineare coerente con una ricostruzione naturale della spiaggia costruita e stabilizzata dall?insieme di ondazioni successive.

Operativamente, la collocazione dei singoli speroni 10, che rispetto alle usuali scogliere rigide occupano in pianta mediamente una superficie di fondale inferiore del 50%, viene condotta a mezzo di pontone per le scogliere sottomarine, con mezzi meccanici dalla spiaggia per quelle ove i fondali lo consentono oppure collocate sulla spiaggia emersa. Pu? essere prevista la presenza di opere in fondazione in casi specifici.

I moti fluido dinamici del moto ondoso, siano essi di tipo ondulatorio od orizzontale, agiscono sulle superfici della struttura monolitica 10 inducendo contestuali forze di tipo fluido meccanico, quali reazioni di attrito in flussi fluidi incidenti del moto ondoso. Sono queste un insieme di reazioni meccaniche di attrito del tipo radente o volvente, che si sviluppano tra le particelle dei flussi in movimento e che coinvolgono in modo efficiente l?intero sperone 10 percorso dai flussi del moto ondoso.

Intorno allo sperone 10 collocato sul fondale, si determina un campo volumetrico fluido dinamico rallentato, che espande e viene intercettato dal moto ondoso che proviene dal largo; flussi che, nel loro insieme, avanzano verso la battigia.

I volumi 16 poliedrici e le superfici 12, 13, 14, 15 dello sperone 10 sono configurati per deviare e deflettere il moto ondoso incidente lungo le superfici dell?intera altezza della struttura 10 monolitica posizionata sul fondale, sprigionando contestuali azioni fluido meccaniche di reazione all?avanzamento del moto ondoso verso la battigia e sui flussi di ritorno.

In particolare, i volumi 16 poliedrici e le superfici 12, 13, 14, 15 dello sperone 10 sono funzionali e tali da assecondare la naturale evoluzione del moto ondoso, il quale percorre, a partire dal bulbo frontale 22, le superfici laterali 12, 13, 14 e la superficie superiore 15 che ne deviano i flussi in direzioni prevalenti verso la linea di riva, nonch? in direzioni divergenti secondo gli effetti deflettenti dei volumi poliedrici nello spazio compreso fra una coppia di speroni 10, senza produrre effetti riflettenti in direzione del fondale e del piano di posa della struttura, il che esclude che vi si formino fossi. Infatti, l?azione della scomposizione dei flussi prodotti dal moto ondoso che agiscono sui volumi 16 poliedrici dello sperone 10 distribuiti lungo l?altezza dello sperone, escludono la possibilit? di effetti riflettenti che possano agire in modo dinamico sul fondale su cui ? collocato lo sperone.

Vantaggiosamente, gli effetti di reazione della struttura monolitica o sperone 10 ai flussi del moto ondoso incidente, sono tali da comportare una attenuazione dell?energia incidente che dalla superficie dello sperone si diffonde intorno allo sperone stesso, in modo che i fronti di onde laterali rispetto allo sperone investano e trasportino detti flussi verso la battigia, procedendo dal mare aperto alla battigia. Alle spalle dello sperone 10 si costituisce pertanto la ricomposizione del moto ondoso, con velocit? ridotta e con l?intero carico di materiali inerti in sospensione o trascinati verso la riva.

Si sono descritte forme preferite di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell?ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L?articolo ?un?, ?uno? o ?una? precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralit? di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura (10) monolitica comprendente una superficie di base (11) ed almeno tre superfici laterali (12, 13, 14), almeno una di dette superfici laterali comprendente almeno un volume (16) poliedrico irregolare sporgente da essa, configurato per deviare e deflettere il moto ondoso incidente ed i flussi di ritorno.
2. 2. Struttura (10) monolitica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una superficie superiore (15) comprendente almeno un volume (16) poliedrico irregolare sporgente da detta superficie superiore (15), per deviare e deflettere il moto ondoso incidente.
3. 3. Struttura (10) monolitica secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che le superfici laterali (12, 13, 14) e superiore (15) e i volumi (16) poliedrici sporgenti da dette superfici (12, 13, 14, 15) sono orientati in modo da assecondare la naturale evoluzione del moto ondoso, ciascun volume (16) poliedrico irregolare comprendendo almeno tre facce (26).
4. 4. Struttura (10) monolitica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le superfici laterali (12, 13, 14) e/o superiore (15) comprendono una pluralit? di volumi (16) poliedrici irregolari sporgenti da esse.
5. 5. Struttura (10) monolitica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende un bulbo frontale (22) configurato per raccordare le superfici laterali (12, 13) senza produrre effetti riflettenti sul fondale.
6. 6. Struttura (10) monolitica secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che il bulbo frontale (22) ? configurato per raccordare i volumi (16) poliedrici irregolari delle superfici laterali (12, 13).
7. 7. Struttura (10) monolitica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 6, caratterizzata dal fatto che una delle superfici laterali, denominata superficie laterale posteriore (14), ? in posizione opposta rispetto al bulbo frontale (22).
8. 8. Struttura (10) monolitica secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la superficie laterale posteriore (14) ha forma di cuspide, in modo da deviare i flussi di ritorno dell?onda.
9. 9. Struttura (10) monolitica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 8, caratterizzata dal fatto che ? realizzata con l?inserimento, interno alla struttura monolitica, di una condotta idraulica (30) che mette in comunicazione la quota di appoggio del bulbo frontale (22) con quella della superficie laterale posteriore (14) della struttura medesima.
10. 10. Scogliera (100) artificiale aperta comprendente una pluralit? di strutture (10) monolitiche secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, dette strutture (10) essendo posizionate a distanza l?una dall?altra, in una direzione sostanzialmente orizzontale e/o ortogonale rispetto ad una direzione (Y) del moto ondoso dominante.