Realizzazione di un simulatore di pioggia di laboratorio in scala reale = Realization of a full-scale laboratory rainfall simulator

I simulatori di pioggia costituiscono uno strumento molto diffuso per lo studio di fenomeni tra i quali il trasferimento dei sedimenti e il movimento delle sostanze chimiche nel suolo dovuti alla pioggia. Questo studio ha lo scopo di realizzare un simulatore di pioggia capace di produrre precipitazioni artificiali che siano paragonabili a quelle naturali, in modo da ottenere risultati rappresentativi. Lo studio si propone inoltre di sviluppare una tecnica per l’osservazione delle singole gocce di pioggia e vuole identificare lo strumento di misurazione delle precipitazioni più idoneo tra quelli disponibili in commercio. Il sistema è costituito da un piano di gocciolamento ad aghi posto alla sommità di una torre di dimensioni 3,50 x 4,00 x 10,70 m3. Il simulatore produce intensità di precipitazione comprese tra i 2 mm/h e i 150 mm/h operando con variazioni di carico negli aghi che vanno dai 4 ai 50 cm. Sono state condotte numerose prove allo scopo di individuare quali tipologie di ago fossero più adatte alle nostre esigenze e al determinare una legge empirica che correlasse l’intensità di precipitazione ed il diametro medio delle gocce col carico agente sull’ago. Diametro e velocità istantanea delle singole gocce sono stati determinati attraverso una tecnica di visualizzazione che si basa sul metodo “shadowgraph”. Tramite l’ausilio di una tecnica volumetrica è stato possibile validare i dati raccolti dall’analisi delle immagini e stimare l’intensità media prodotta da ciascun ago per ciascuna configurazione di carico. Le prove hanno mostrato un comportamento pressoché lineare delle intensità di pioggia al variare del carico prodotto permettendo di controllare tale parametro facilmente e con precisione. Si è inoltre ricavata una distribuzione dei diametri delle gocce piuttosto uniforme, evidenziando un’indipendenza dalle variazioni di carico sull’ago. Il confronto tra i diametri raccolti per via indiretta e quelli reali ricavati dall’analisi delle immagini mostra una stretta correlazione tra i dati con differenze inferiori a 0,05 mm.