Studio degli effetti della propagazione dell’onda di dam break mediante un nuovo set-up sperimentale = Study of the effects of the dam break wave propagation through a new experimental set-up

Gli sbarramenti artificiali per la ritenuta idrica, siano essi dighe di ritenuta o traverse, sono assoggettate ad una attività di controllo pubblica, la quale può essere di livello regionale o statale, sulla corretta gestione dell’opera da parte del concessionario, ai fini della tutela della pubblica sicurezza. Il criterio di suddivisione delle dighe, al fine di definirne la competenza, è di tipo geometrico, e riguarda l’altezza dello sbarramento e/o la capacità di invaso: sono di competenza statale le dighe con un’altezza superiore ai 15 metri o con invaso superiore al milione di metri cubi. I rimanenti sbarramenti sono di competenza regionale, dai piccoli serbatoi a scopo irriguo o atti all’alimentazione delle stazioni sciistiche ai più grandi impianti per la produzione di energia idroelettrica. Per questa categoria di invasi non esiste un atto normativo dedicato che garantisca implicitamente la sicurezza, siccome non esiste una metodologia di valutazione del rischio associabile allo specifico invaso. Da questa premessa muove la volontà di indagare sperimentalmente le caratteristiche dell’onda che si genera in seguito ad uno scenario di collasso (onda di dam-break). Il presente studio, condotto in collaborazione con il collega Roberto Napoli, affronta la questione della valutazione del rischio attraverso la costruzione in Laboratorio di un modello fisico in scala ridotta, costituito da un serbatoio di dimensioni 3.4x0.9x0.5 m, dotato di breccia di forma variabile a seconda del modello evolutivo adottato. La chiusura ermetica del serbatoio è assicurata da un sistema di elettrocalamite, la cui disattivazione comporta l’apertura istantanea di una paratoia, simulando lo scenario di collasso parziale di dighe in terra e il conseguente svuotamento dell’invaso. A valle è prevista la realizzazione di un light box, caratterizzato alla base da una superficie liscia e piana di dimensioni 3.4x6.3 m e condizioni di illuminamento uniforme, sulla quale l’acqua è libera di espandersi. La necessità di riprodurre gli esperimenti su un piano perfettamente orizzontale, la possibilità di regolare la sua pendenza longitudinale e la ridotta deformabilità del pannello sono i motivi principali che hanno spinto a predisporre il nuovo set-up, oltre alla possibilità di investigare il comportamento dell’onda su una superficie trasversale più ampia, per acquisire maggiori informazioni. L’elaborato intende proseguire un percorso già avviato in precedenza ed arricchire il catalogo di dati a disposizione, al fine di stimare la vulnerabilità associata allo scenario di rischio. Particolare importanza assume la metodologia di acquisizione dati basata sul processamento di immagini digitali, strumento con il quale saranno successivamente dedotti il campo di altezze d’acqua e la posizione del fronte d’onda, una volta completata la costruzione del modello fisico. Così, al fine di testare la metodologia e riconoscerne limiti e criticità, si è deciso di applicare la tecnica ad una realtà locale che caratterizza l’onda di dam break: l’attenzione è rivolta a quella frazione di onda comunemente indicata come vena effluente, che si genera durante il fenomeno idrodinamico ed è localizzata in prossimità della breccia e prospiciente il territorio di valle. L’analisi è condotta attraverso un approccio di tipo euleriano, soffermandosi sullo studio della traiettoria delle particelle che costituiscono la vena, allo scopo di verificare la validità del teorema di Torricelli.