Experimental analysis of extreme wave groups acting on offshore lighthouses

Il seguente progetto di tesi presenta come scopo principale l’analisi di fari offshore fondati su rocce naturali. Nonostante l’avvento della tecnologia e i notevoli miglioramenti che sono stati apportati alle metodologie di navigazione marittima, i fari continuano a svolgere un ruolo estremamente importante. Il territorio del Regno Unito, per via della sua conformazione, è proprietario di un gran numero di fari offshore che continuano a svolgere egregiamente il proprio ruolo e che assiduamente sono oggetto di analisi e verifiche affinché non cessino mai il loro servizio. Il dipartimento di Ingegneria Costiera dell’Università di Plymouth ha pertanto deciso di portare avanti un progetto di sperimentazione, denominato “STORMLAMP”, da cui possa derivare un’analisi degli effetti che i gruppi di onde estreme possono apportare alla struttura. Lo scopo principale del dipartimento e del team di ricerca è l’applicazione dei risultati all’Eddystone Lighthouse, sito a circa 20/25 km dalla costa sud-est di Plymouth, a partire dai dati ricavati dal Dubh Artach, collocato in territorio scozzese a 25 km a ovest dalla città di Colonsay. Come verrà presentato nel seguente elaborato, il progetto di sperimentazione è stato fondato su quattro principali fasi. La prima fase è stata l’analisi delle condizioni climatiche che interessano l’area presa in esame, per cui sono state estratte le informazioni necessarie fornite dalle autorità britanniche. Applicando la metodologia del “Peak Over Threshold” (POT) sono stati ricavati gli eventi estremi che necessitassero di un’analisi in laboratorio. Inoltre, è stata svolta un’apposita analisi delle metodologie applicabili alla scelta della soglia e del lasso di tempo affinché gli eventi potessero essere tra loro indipendenti. tale fase è stata indispensabile per poter garantire un’efficace adattamento della Generalised Pareto Distribution (GPD) e per fornire una panoramica adeguata degli eventi estremi. Grazie ai principi della similitudine di Froude sono stati organizzati i gruppi di onde estreme da testare. Successivamente è stata elaborata la metodologia teorica più adatta per la sperimentazione da intraprendere, dunque si è fatto riferimento alle pubblicazioni disponibili in merito e, ovviamente, alle basi teoriche su cui l’idraulica generale e l’ingegneria marittima si fondano. Tra tutte spicca la “New wave theory”, da cui si è ricavata la metodologia di focalizzazione delle onde per la generazione delle ampiezze di picco con cui sollecitare il modello. Un ruolo altrettanto importante è svolto dalla “Hilbert-Huang transformation” (HHT), con cui si è potuta eseguire un’accurata analisi dei segnali registrati della varie apparecchiature adoperate. La terza fase è stata la realizzazione del modello. Anche in questo caso ci si è affidati ai principi della similitudine di Froude. La sperimentazione è stata eseguita in una vasca del laboratorio dell’Università di Plymouth, la quale ha messo a disposizione sia le necessarie apparecchiature che l’intero staff per il loro monitoraggio e la realizzazione dell’intero modello. Gli strumenti utilizzati sono i trasduttori di pressione, la cella di carico, una high-speed camera e le tredici wave gauge che hanno permesso la continua osservazione del livello idrico nella vasca. I risultati estratti sono: run-up, variazione del pelo libero e forze.