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Impianti idraulici ( 6 CFU )
Prof. Massimo Ferraresi
     Tel. 0521905951 - Fax. 0521905924           E-mail. massimo.ferraresi@unipr.it

Finalità
In una prima parte (equivalente al precedente Corso di Infrastrutture Idrauliche, 5 CFU) il corso intende fornire le conoscenze essenziali circa le derivazioni con e senza regolazione dei deflussi. Sono presentate le principali tipologie di dighe previste dal Regolamento Nazionale apposito. Vengono introdotte le traverse fluviali di tipo fisso e mobile. Il corso fornisce poi le informazioni di base sulla navigazione marittima ed interna, con particolare riferimento alle infrastrutture che ne rendono possibili l'esercizio e lo sviluppo.
In una seconda parte (equivalente al precedente Corso di Impianti Idraulici, 5 CFU) il Corso intende fornire una panoramica dei principali impianti idraulici non trattati in altri Corsi di indirizzo. Vengono in particolare considerati gli impianti idroelettrici, i principali tipi di impianti a pelo libero, con finalità irrigua e di bonifica, gli impianti di irrigazione in pressione.

Programma
PRIMA PARTE: INFRASTRUTTURE IDRAULICHE
Considerazioni introduttive. Ambiti e scopi delle Infrastrutture Idrauliche. Concetto di Risorsa Idrica. Usi e funzioni dell'acqua considerati nel Corso:
A) Usi civili (con riferimento ai problemi di approvvigionamento)
B) Usi irrigui e zootecnici (come A)
C) Usi industriali (con riferimento alla produzione idroelettrica)
D) Funzione di trasporto e collegamento

A-B) Usi Civili, Irrigui, Zootecnici (approvvigionamento)

1) Opere di invaso, 2) di derivazione e 3) di captazione
1) Opere di invaso (dighe di ritenuta)
Il Regolamento Dighe.
Le azioni agenti sulle strutture di ritenuta.
Criteri di progetto, di costruzione, di manutenzione e gestione per le varie tipologie.
Sbarramenti Murari: dighe a gravità ordinarie, a gravità alleggerite, dighe a volta, dighe a speroni.
Sbarramenti in Materiali Sciolti: dighe in pietrame alla rinfusa, dighe in muratura a secco, dighe in terra. Opere complementari alle strutture di ritenuta

2) Opere di derivazione (traverse)
Traverse di tipo fisso
Traverse di tipo mobile (tipologie e regolazione delle paratoie)
Problemi di sifonamento: cenni sulla teoria della filtrazione nei mezzi porosi; soluzioni grafiche, analitiche ed empiriche
Opere complementari alle traverse di derivazione: bacini di calma, chiarificatori, sghiaiatori, sfioratori. Prese. Chiaviche

3) Opere di captazione
Captazione di sorgenti
Emungimento da falde sotterranee
C) Usi industriali (produzione idroelettrica): cenni.
D) Funzione di collegamento e trasporto
1) Navigazione interna
Caratteristiche del trasporto idroviario e convenzioni internazionali sulla navigazione interna
Idrovie naturali: canalizzazione e regolarizzazione dei corsi d'acqua (leggi di Fargues)
Idrovie artificiali: scelta del tracciato planialtimetrico ed integrazione col reticolo idrografico naturale;
Opere complementari alle vie di navigazione: conche di navigazione, ponti-canale, impianti di sollevamento.

2) Navigazione marittima
Cenni sul regime meteo-marino: venti, onde, correnti, maree
Il moto ondoso: cenni su frangimento, rifrazione, diffrazione, riflessione;
Tipologie dei porti interni ed esterni
Opere interne ai porti: bacini da carenaggio, scali di alaggio, pontili e muri di sponda, darsene
Opere esterne ai porti (moli, antemurali, dighe): opere a gettata, opere a parete verticale, opere di tipo misto.
SECONDA PARTE: IMPIANTI IDRAULICI
Le opere di adduzione: schemi fondamentali a gravità e con sollevamento, controllo dei transitori, bacini di accumulazione e vasche di carico , vasche di oscillazione.
Impianti idroelettrici: schemi fondamentali, impianti con e senza regolazione dei deflussi, condotte forzate negli impianti ad alta caduta, opere d’arte correnti e pezzi speciali nelle condotte, organi di regolazione, di intercettazione e di sicurezza, calcoli di dimensionamento.
Turbine idrauliche: generalità, tipologie e caratteristiche funzionali, equazione fondamentale delle turbine idrauliche, similitudine e numero di giri caratteristico, curve caratteristiche di funzionamen-to, problemi di esercizio delle macchine.
Centrali idroelettriche: programmi di utilizzazione, regolazione automatica dei gruppi idroelettrici, regolazione di pressione e velocità di fuga dei gruppi.
Impianti di irrigazione: finalità e tipologie, rapporti colture - terreni - clima, dotazioni irrigue, reti irrigue in pressione e a pelo libero, metodi e schemi di adacquamento . Cenni sulle reti di drenaggio: richiami idrologici , finalità , dimensionamento idraulico di massima.

Attività d'esercitazione
INFRASTRUTTURE : Sono previste quattro esercitazioni numeriche, di cui 2 obbligatorie da scegliersi fra: 1) Verifica statica di una diga a gravità, 2) Verifica statica di una diga ad arco, 3) Studio dell'effetto di regolazione su un invaso a fini multipli, 4) Analisi statistica della derivazione da un corso d'acqua senza regolazione dei deflussi.
IMPIANTI: Sono previste 2 esercitazioni numeriche obbligatorie: 1) calcolo di oscillazioni di massa in un impianto idroelettrico ad alta caduta, 2) calcolo di colpo d’ariete in un impianto idroelettrico ad alta caduta. Lo sviluppo delle esercitazioni richiede l’uso generale del PC e di alcuni specifici strumenti forniti nel Corso . Tutte le esercitazioni devono essere consegnate, in forma scritta e grafica, su supporto cartaceo e magnetico, almeno 7 giorni prima della prova orale

Modalità d'esame
Per accedere all’esame orale, è necessaria la consegna preliminare delle esercitazioni numeriche. L’esame si articola in due parti: A) discussione delle esercitazioni, con eventuale prova pratica di uso degli strumenti di calcolo utilizzati; B) quesiti sui temi del programma del Corso in forma verbale o scritta, a scelta del candidato.
In alternativa alla parte B) dell’esame orale, è possibile sostenere, con esito sufficiente, prove scritte numeriche in corso d’anno, coprenti i temi principali del programma.

Propedeuticità
Idraulica , Idrologia , Geotecnica , Scienza delle Costruzioni , Tecnica delle Costruzioni.

Testi consigliati
G.Evangelisti : Impianti idroelettrici. Ed. Patron, Voll. 1 e 2
Manuale di Ingegneria Civile. Ed. Zanichelli / Esac , Vol. 1
C.Datei : " Introduzione allo studio delle dighe ; sbarramenti in muratura ", Ed. Cortina, Padova C.Datei : La protezione delle gallerie e delle condotte nei sistemi a pressione. Libreria Cortina, Pd
Dispense su temi specifici

Testi d'approfondimento
F.Arredi: Costruzioni Idrauliche, UTET, Voll. 3 e 4
M.Poirée, Ch.Ollier : Irrigation. Ed.Eyrolles, Paris.
 
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