Tecniche fotogrammetriche a basso costo per il monitoraggio di scavi localizzati in canaletta. = Low-cost photogrammetric methods for local scour observations in flume experiments.

Il presente lavoro di tesi ha origine dall’intento di stabilire l’impiegabilità delle tecniche fotogrammetriche per l’acquisizione di misure di profondità e di volume degli scavi di erosione, generati dall’alterazione del regime di moto di una corrente idrica impattante su elementi verticali fondati su strati sedimentari, più o meno coesivi. La tecnica a basso costo adottata prevede una fase preliminare di acquisizione della scena, resa possibile dall’impiego di camere waterproof GoPro Hero5 Session, a cui segue una fase di elaborazione che, attraverso l’utilizzo del software Agisoft Photoscan Professional, consente la ricostruzione tridimensionale dello scavo di erosione, a partire dai fotogrammi acquisiti durane la prova. Attesa la sua potenzialità, se validata, la tecnica fotogrammetrica consentirebbe il superamento dei metodi di acquisizione tradizionali che, consistendo in letture dirette di profondità di scavo su aste graduate applicate direttamente alla pila, soffrono di un non trascurabile margine d’errore. Allo scopo è stata condotta una prova in canaletta in cui, assicurando l’assenza di trasporto solido di fondo e realizzando condizioni di flusso assolutamente turbolento, è stato riprodotto un modello fisico semplificato, ricorrendo all’impiego di una pila isolata cilindrica, installata sul fondo mobile dello stesso. La scena è stata acquisita nel tempo, secondo intervalli temporali preliminarmente stabiliti, e applicando le tecniche fotogrammetriche all’immagini si è provveduto alla ricostruzione tridimensionale del fondo del canale e da questo all’elaborazione del Digital Elevation Model – DEM – dal quale sono state ottenute le misure di volume e di profondità massima dello scavo. Nel dettaglio, l’ampio lavoro di sperimentazione ha provveduto a verificare che : •??la tecnica fotogrammetrica fornisca dati sperimentali coerenti con quelli restituiti dalle modalità di acquisizione tradizionali, relativamente alle misure di profondità che le misure di volume dello scavo di erosione; •??L’accuratezza del dato sia migliorabile in relazione al numero delle camere impiegate ai fini del rilievo fotogrammetrico del fondo del canale; •??l’impiego di camere parzialmente immerse in acqua non costituisca un elemento di disturbo nei confronti della capacità erosiva della corrente; I risultati ottenuti hanno comprovato l’efficacia delle tecniche fotogrammetriche nella ricostruzione dello scavo di erosione e la loro impiegabilità per l’acquisizione di dati di profondità e i volume, questi altrimenti difficilmente ottenibili. Si è inoltre rilevato un trend crescente dell’accuratezza del dato di profondità con il numero dei dispositivi impiegati in fase di acquisizione. Infine, si ritiene che, assicurando un sufficiente battente d’acqua, l’alloggiamento delle camere in corrispondenza del pelo libero della corrente non condiziona l’evoluzione del processo erosivo. Combinando le potenzialità del rilievo fotogrammetrico e delle prove in canaletta, si è inoltre provveduto alla validazione di un modello di dipendenza lineare del volume di erosione dalla potenza terza della massima profondità di scavo. Le prove in canaletta hanno riguardato pile di diversa geometria e dimensione. Il legame di dipendenza lineare è stato dunque comprovato dai risultati sperimentali, i quali hanno anche permesso di apprezzare come la forma e l’ingombro della pila influenzano il processo erosivo.