IT202100023486A1 - Masso artificiale frangiflutti a forma di riccio di mare - Google Patents
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Description
MASSO ARTIFICIALE FRANGIFLUTTI A FORMA DI RICCIO DI MARE
SETTORE DELLA TECNICA
La presente invenzione riguarda un nuovo masso artificiale prefabbricato per la protezione di infrastrutture marittime?portuali e la realizzazione di scogliere artificiali sommerse longitudinali. In particolare, il masso artificiale ha la forma riconducibile ad un riccio di mare ed ? realizzato con un conglomerato cementizio di tipo drenante, poroso, ovvero permeabile all?acqua nonch? specifico per gli ambienti marini.
TECNICA NOTA
Nel settore della tecnica relativo alle barriere frangiflutti per la protezione delle coste sono annoverate una vasta gamma di strutture frangiflutti tra cui le pi? importanti sono i massi naturali (o ciclopici) e i massi artificiali realizzati in diverse forme e materiali.
Entrambe le strutture frangiflutti gi? note allo stato della tecnica presentano diversi svantaggi. Lo svantaggio pi? importante, riconducibile ad entrambe le tipologie, ? quello riconducibile alla posa in opera dei moduli naturali o artificiali la quale risulta essere molto complicata. In particolare, tali moduli solitamente devono essere posizionati secondo un preciso schema, talvolta frutto di lunghe e costose fasi di progettazione. In termini pi? specifici del settore, tale aspetto equivale a dire che sia i massi naturali che quelli artificiali sono ?polarizzati?, ovvero devono essere disposti a protezione di una generica costa secondo uno schema preciso, a seconda della loro forma.
Inoltre, dal punto di vista del materiale solitamente impiegato per la costruzione dei massi artificiali noti allo stato della tecnica, si rileva che nella maggior parte dei casi ? utilizzato un conglomerato cementizio del tutto impermeabile e riflettente con riferimento all?onda che si infrange sul masso.
Infine, la forma dei massi noti allo stato della tecnica risulta essere fortemente impattante dal punto di vista dell?integrazione del masso nell?ambiente circostante in cui sar? collocato.
SCOPO DELL?INVENZIONE
Pertanto, scopo della presente invenzione ? quello di risolvere tutti gli inconvenienti appena citati mediante la realizzazione di un masso artificiale frangiflutto avente una forma riconducibile ad un riccio di mare, detto masso essendo realizzato preferibilmente con un conglomerato cementizio drenante.
Altro scopo prefissato dell?invenzione ? quello di semplificare sensibilmente la posa in opera del singolo masso (o di pi? massi incastrati tra loro) in quanto la particolare forma a riccio di mare non necessita di essere posata in opera secondo uno schema preciso, ovvero non ha alcuna polarit?.
Ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di garantire, a parit? di tonnellaggio, una capacit? dissipativa della energia ondosa di un ordine di grandezza superiore rispetto ai massi artificiali noti allo stato della tecnica.
Altro scopo prefissato dell?invenzione ? quello di realizzare una barriera o diga a scogliera con massi artificiali aventi un elevato indice di scabrezza, preferibilmente tra i pi? alti noti allo stato della tecnica. Il trovato oggetto della presente invenzione raggiunge gli scopi dell?invenzione in quanto trattasi di un masso artificiale frangiflutti comprendente un corpo centrale, una pluralit? di pali a sezione pressoch? tronco-conica solidali a detto corpo centrale, caratterizzato dal fatto che detti pali sono configurati per estendersi in direzione radiale verso l?esterno a partire da detto corpo centrale realizzando una forma complessiva riconducibile ad un riccio di mare e dal fatto che detto modulo artificiale frangiflutti ? realizzato con un conglomerato cementizio drenante.
DESCRIZIONE DELLE FIGURE
La figura 1 mostra una rappresentazione tridimensionale di un masso artificiale frangiflutto secondo la presente invenzione, in figura 2 si mostra una vista dall?alto del masso con alcune indicazioni sulla posizione reciproca dei pali (o aculei), in figura 3 si mostra una vista in sezione del masso, in figura 4 si mostra un rendering del masso artificiale con evidenza della superficie esterna completamente rugosa e irregolare, in figura 5 si mostra una possibile realizzazione di una barriera o scogliera artificiale comprendente una pluralit? di massi artificiali incastrati tra loro.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Con riferimento alle figure sopracitate si descriver? dettagliatamente un esempio di realizzazione preferenziale del trovato oggetto della presente invenzione, in via del tutto non limitativa.
Come si evince dalla figura 1, il masso artificiale frangiflutti (1) ? un manufatto comprendente un corpo centrale (2), preferibilmente a forma pressoch? elissoidale e una pluralit? di pali (3) di forma pressoch? tronco-conica che si sviluppano in direzione radiale a partire dalla superficie esterna del corpo centrale (2). In tal modo la forma complessiva del masso artificiale ? assimilabile a quella di un riccio di mare, laddove i pali sono riconducibili agli aculei di un riccio di mare e il corpo centrale al corpo del riccio. In via alternativa e non limitativa, ? possibile realizzare anche il corpo centrale a forma pressoch? sferoidale o geoidale.
Sia la forma del corpo centrale che il numero di pali del masso dipendono dall?altezza d?onda di progetto. Sempre con riferimento alle figure allegate, in particolare alle figure da 1 a 3, una realizzazione preferenziale del masso artificiale a forma di riccio di mare prevede la presenza di 12 pali a forma tronco-conica ancorati al corpo centrale. Convenientemente, il numero di pali pu? essere compreso da un minimo di 10 ad un massimo di 16 in funzione dell?altezza dell?onda di progetto. Preferibilmente, il numero di pali ottimale ? pari a 12 o 14. Il peso del manufatto, che determina l?inerzia al sollevamento e trasporto da parte dell?energia dell?onda frangente, ? funzione del numero di pali e varia da un minimo di 30 t a un massimo di 40 t. Nella sua realizzazione preferenziale le dimensioni del masso sono le seguenti:
? Palo: altezza 130 cm; diametro di base 50 cm; diametro di testa 40 cm;
? Corpo centrale: diametro 110 cm;
? Altezza totale masso: 370 cm (valutata sulla verticale con due pali opposti allineati)
Sempre in via del tutto preferenziale, come si evince dalle figure 2 e 3, i pali (3) appartenenti alla porzione superiore, intermedia o inferiore del masso (1) possono essere disposti convenientemente secondo uno schema pi? o meno regolare, ovvero distanziati di 72? circa tra l?uno e l?altro per ottenere 5 pali in un angolo giro di 360?.
? evidente che le dimensioni appena riportate sono da intendersi non in senso limitativo in quanto sar? possibile realizzare il masso artificiale frangiflutti con un diverso numero di pali a seconda delle condizioni di progetto.
Come si evince dalla figura 4, la superficie esterna del masso (1) risulta essere completamente rugosa e irregolare per favorire l?assorbimento della massa d?acqua che impatta su di esso. Tale superficie rugosa o irregolare pu? essere realizzata o mediante la realizzazione di una pluralit? di concavit? e convessit? sulla superficie esterna del masso oppure mediante la discretizzazione della superficie esterna del corpo centrale con poligoni aventi almeno tre lati. Questo aspetto ? comunque riconducibile alle caratteristiche naturali del riccio di mare a cui il masso si ispira, il quale notoriamente presenta una superficie rugosa e irregolare nello spazio che intercorre tra gli aculei. ? abbastanza evidente che detta superficie rugosa pu? essere realizzata sia nello spazio tra un palo e l?altro sulla superficie esterna del corpo centrale (2), ma anche sulla superficie esterna dei singoli pali (3) a forma tronco-conica.
Inoltre, sempre sulla superficie esterna del corpo centrale (2), nello spazio compreso tra un palo e l?altro, sono presenti una pluralit? di incavi (4) configurati in modo tale da agevolare l?incastro tra un masso e l?altro.
In definitiva, la forma nuova del masso (1) che deriva dall?integrazione tra un corpo centrale (2) e una pluralit? di pali (3) richiama appunto quella tipica del riccio di mare. Convenientemente, come mostrato in figura 5 ? possibile impiegare una pluralit? di massi (1) incastrati l?uno con l?altro in modo tale da realizzare una barriera frangiflutti (10) tale da permettere la massima dissipazione dell?energia ondosa.
Queste nuove barriere o scogliere costituite da una pluralit? di massi (1) possono essere sia di tipo emerso che di tipo sommerso a seconda delle esigenze del tratto di costa da difendere o delle opere marittime da proteggere laddove la linea di cresta della scogliera artificiale pu? essere sommersa o emersa a seconda delle esigenze progettuali. Sia nel caso di masso singolo o di una pluralit? di massi organizzati in una struttura a scogliera, radente o off?shore, quest?ultima sia di tipo emerso o sommerso, sar? necessario calcolare sia il K<t >teorico (coefficiente di trasmissione) secondo quanto previsto nella letteratura nota in materia, sia il coefficiente di trasmissione misurato sperimentalmente, ad esempio in canale idraulico bidimensionale ovvero in una vasca 3D, preferibilmente su prototipi in scala 1:10. Nell?ambito della progettazione a livello idraulico dell?opera costituita da uno o pi? massi secondo la presente invenzione, altri parametri idraulici da valutare sono il coefficiente di riflessione, il run-up (ovvero la risalita ondosa), la portata di tracimazione e l?indice di frangimento. Per la valutazione e il calcolo dei suddetti parametri idraulici ? gi? ampiamente nota abbondante letteratura in materia, la quale sar? omessa per semplicit? di descrizione.
Per quanto riguarda il materiale con cui ? possibile realizzare il masso artificiale a forma di riccio di mare, preferibilmente, si pu? impiegare un conglomerato cementizio drenante, ovvero che risulti poroso e permeabile. In tal modo, come gi? detto in precedenza, il masso ? in grado di assorbire una parte dell?energia ondosa e di dissipare in percentuale minore l?energia dell?onda che si scarica sul masso o sulla pluralit? di massi incastrati tra loro.
La capacit? drenante varia in funzione della granulometria di inerti usata per la composizione del conglomerato cementizio. La creazione di vuoti, che possono variare dal 15% fino al 25%, garantisce drenaggi da 200 litri/m<2 >* minuto fino a oltre 1000 litri/m<2 >* minuto. Il masso artificiale oggetto della presente invenzione risulta avere altissima capacit? drenante con inerti aventi diametro compreso nel range tra 6 mm e 22 mm.
A titolo esemplificativo, il conglomerato cementizio drenante utilizzabile per la realizzazione del masso artificiale frangiflutti a forma di riccio di mare secondo la presente invenzione ha le seguenti caratteristiche:
Notoriamente questo tipo di conglomerato cementizio drenante ? utilizzato per la realizzazione di pavimentazioni stradali drenanti, quali ad esempio strade, sentieri o piste ciclopedonali. Tuttavia il suo utilizzo risulta essere molto vantaggioso anche nel settore della tecnica delle barriere frangiflutto, laddove non ? stato mai impiegato tra l?altro. Infatti, la forma innovativa del masso a riccio di mare consente di realizzare una compenetrazione tra modulo e modulo (cosiddetto ?interlocking?) tale che il risultato finale ? una struttura di difesa permeabile, in cui la densa selva di pali che si incastrano e compenetrano determina, oltre al frangimento dell?onda, anche il passaggio attenuato della massa d?acqua grazie alla porosit? della scogliera artificiale tra un masso e l?altro. In tal modo si favorisce il
ricambio e il ricircolo, ovvero la ossigenazione della massa d?acqua sovrastante la spiaggia sommersa posta tra la barriera e la linea di riva.
Ovviamente, in via alternativa, il masso frangiflutti (1) a forma di riccio di mare pu? essere realizzato anche con calcestruzzo impermeabile, ovvero riflettente rispetto all?onda impattante. In questo caso il conglomerato cementizio impermeabile ? armato con ferro zincato e comprende anche fibre derivanti da posidonia oceanica inertizzata e acque reflue di depurazione (in una percentuale variabile tra il 10% e il 15%) e rifiuti inerti provenienti da processi di riciclo (in una percentuale variabile tra il 10% e il 25%).
In definitiva, le caratteristiche tecniche del masso oggetto della presente invenzione da ritenersi nuove dal punto di vista strutturale sono riconducibili alla presenza di un corpo centrale stabilizzante ai fini del contrasto dell?energia ondosa; detto corpo centrale, di dimensioni variabili in funzione della altezza d?onda di progetto, ha funzione di stabilizzare automaticamente il singolo masso o la pluralit? di massi incastrati l?uno con l?altro per costituire una struttura di difesa costiera.
L?impiego di un masso artificiale frangiflutti (o di pi? massi a formare una scogliera) come finora descritto presenta, quindi, una serie di vantaggi, quali:
? Elevata compenetrazione tra un masso e l?altro (cosiddetto interlocking);
? Elevata porosit? della struttura per l?impiego di conglomerati cementizi drenanti;
? Elevata e stabile sopraelevazione del masso rispetto al fondale di posa;
? Elevata circolazione e ricambio sui fondali di appoggio, al di sotto della struttura a scogliera;
? Elevato incremento della biodiversit? su tutta la colonna d?acqua della struttura sommersa.
L?elenco dei vantaggi di cui sopra, ? determinato dall?elevato indice di scabrezza coniugato al numero di elementi dissipativi (pali) e alla loro disposizione radiale attorno alla massa stabilizzante del corpo centrale. Il complesso di tali caratteristiche strutturali, che risultano essere uniche nel panorama mondiale dei massi artificiali per la realizzazione di opere di difesa costiera, sia emerse che sommerse, distaccate o aderenti, determina la specificit? e unicit? di tale trovato. Il risultato finale ? quello di realizzare un?opera fondamentalmente rigida costituita da elementi anch?essi rigidi, ma al tempo stesso permeabili e assorbenti a causa dell?impiego di un materiale quale il conglomerato cementizio drenante. Si tratta, per quanto a conoscenza degli inventori, di un nuovo paradigma per le opere di difesa costiere, ovvero di un elemento ?seminaturale? e non pi? artificiale nel contesto dell?ambiente marino, che ambisce al massimo dell?aspirazione tecnica, paesaggistica, ambientale per un?opera di ingegneria costiera.
Claims (9)
1. Masso artificiale frangiflutti (1) comprendente un corpo centrale (2), una pluralit? di pali a sezione pressoch? tronco-conica (3) solidali a detto corpo centrale (2), caratterizzato dal fatto che detti pali (3) sono configurati per estendersi in direzione radiale verso l?esterno a partire da detto corpo centrale (2) realizzando una forma complessiva riconducibile ad un riccio di mare e dal fatto che detto modulo artificiale frangiflutti (1) ? realizzato con un conglomerato cementizio drenante.
2. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la superficie esterna di detto masso (1) ? configurata per essere completamente rugosa e irregolare mediante realizzazione di una pluralit? di concavit? e convessit? oppure mediante la discretizzazione con poligoni aventi almeno tre lati.
3. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che detta superficie esterna del corpo centrale (2) comprende una pluralit? di incavi (4) configurati per agevolare l?incastro tra una pluralit? di massi (1).
4. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo le rivendicazioni da 1 a 3 caratterizzato dal fatto che detto conglomerato cementizio drenante nella sua composizione comprende inerti aventi diametro compreso nel range tra 6 mm e 22 mm per la creazione di vuoti che possono variare da un minimo del 15% ad un massimo del 25%
5. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto corpo centrale (2) ? a forma pressoch? ellissoidale, sferoidale o geoidale.
6. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti pali (3) sono in numero compresi tra un minimo di 10 e un massimo di 16.
7. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti pali (3) a sezione tronco-conica hanno un diametro di base compreso tra un minimo di 40 cm ed un massimo di 60 cm ed un diametro di testa compreso tra un minimo di 30 cm ed un massimo di 50 cm.
8. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto corpo centrale (2) ha un diametro compreso in un range da un minimo di 80 cm ad un massimo di circa 120 cm.
9. Masso artificiale frangiflutti (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti configurato per realizzare una barriera frangiflutti (10) comprendente una pluralit? di massi (1) incastrati l?uno con l?altro.
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