Da due progetti europei sul monitoraggio del vento in tutta la zona dell’alto Tirreno sono diventati un sistema ormai collaudato dalle Autorità portuali per una migliore pianificazione delle attività e della sicurezza dei lavoratori. Merito di Giovanni Solari, professore in Tecnica delle Costruzioni e Ingegneria del Vento alla Scuola Politecnica dell’Università di Genova e del suo staff (ne abbiamo parlato qui). Ora quell’esperienza è destinata a migliorare e a trasformarsi ulteriormente grazie a un finanziamento della Compagnia di San Paolo, che ormai da anni sostiene la ricerca svolta all’interno del Dicca (dipartimento di Ingegneria civile, chimica e ambientale dell’Università di Genova). La comunicazione è avvenuta durante l’evento “Monitoraggio e simulazione del vento per la gestione e la sicurezza dei sistemi portuali, urbani e territoriali“, ospitato nella sede di Villa Cambiaso.

«Negli anni scorsi abbiamo partecipato a due progetti europei – spiega Solari – “Vento e porti” e “Vento, porti e mare“, di qui l’idea, con l’aiuto della Compagnia di San Paolo, di migliorarlo ed esportarlo fuori dai porti, inoltre abbiamo in mente di ampliare il progetto ai temporali, che soprattutto in Liguria sappiamo quanti danni possano provocare».

Grazie ai due progetti precedenti, Solari e i suoi ricercatori hanno distribuito nell’alto Tirreno «una strumentazione potentissima, probabilmente la più estesa al mondo, misuriamo il vento in tantissimi punti, i modelli ricevono dati puntuali e ricostruiscono il campo di vento a grande scala e in più lo prevedono. In questo modo le Autorità portuali possono decidere di rinviare un’operazione delicata in caso di fenomeni intensi, ma anche creare sistemi di allerta». Da questa esperienza è nata l’idea di ampliare la possibilità di rendere utile le analisi effettuate da strumentazioni e modelli.

«Abbiamo già incominciato a proporre queste cose – dichiara Solari – in alcuni casi ci siamo riusciti. Potrebbe essere un percorso simile a quello compiuto sui porti: sono arrivato lì attraverso le Ferrovie, visto che questo sistema l’abbiamo realizzato per tutte le linee dell’alta velocità».

Compagnia di San Paolo e Unige, si allargano i finanziamenti

La Compagnia di San Paolo ha finanziato la ricerca “Monitoraggio, simulazione e previsione del vento per la gestione intelligente e la sicurezza dei sistemi portuali, urbani e territoriali”. Si tratta di uno dei due progetti ammessi ai finanziamenti nel 2015/2016 (l’altro era lo studio e la realizzazione di un prototipo di innovativo dispositivo portatile e microonde per la diagnosi differenziale tra ictus ischemico ed emorragico del Diten). La Compagnia mette a disposizione un budget di tre milioni e mezzo ogni due anni e la selezione viene fatta da esperti internazionali.
Da quest’anno inoltre la collaborazione con l’Ateneo genovese sarà ancora più stretta, annuncia Roberto Timossi, membro del comitato di gestione: «Abbiamo sottoscritto una convenzione come già abbiamo con le università piemontesi. Si tratta dell’inizio di un cammino di collaborazione più stretta, in cui verranno fornite risorse e competenze».

Non è la prima volta che la Compagnia di San Paolo consente alle ricerche di Giovanni Solari di “prendere il volo”: nel 2008 ha contribuito a realizzare la galleria del vento. Oggi l’impianto è un fiore all’occhiello dell’Ateneo. Nel 2010 ha consentito l’acquisto della strumentazione necessaria per fare le prove sugli effetti del vento sulle navi, sulla collina di Erzelli, sulle strutture dell’Expo di Milano e sui parchi minerali di Taranto.

«Grazie al progetto Vento e porti – spiega Maria Pia Repetto, docente di tecnica delle costruzioni (in particolare in acciaio)- abbiamo potuto indagare sugli effetti ai container impilati, alle strutture portuali e nel momento dell’ingresso e dell’uscita delle navi o quando sono ormeggiate. Allo stato attuale abbiamo piazzato 28 anemometri ultrasonici, tre stazioni meteorologiche e 3 Lidar verticali». I Lidar (Light detection and ranging o laser imaging detection and ranging) sono sensori Laser, che rilevano la distanza relativa tra il target e il sensore. Tutto ciò è servito per costruire un portale, a cui possono accedere gli operatori e avere previsioni e il monitoraggio sulla situazione del vento e del mare.

«Nel porto di Vado Ligure – aggiunge Repetto – abbiamo attivato una sperimentazione con il Tokyo Institute of Technology per rappresentare in maniera raffinata la collina alle spalle del porto, in questo modo il modello coglie le reazioni locali».

Il progetto ha consentito di definire la cosiddetta velocità critica oltre la quale il container impilato rischia di cadere grazie alla collaborazione con il porto di Voltri. «Abbiamo considerato sia l’effetto pioggia sia il non corretto posizionamento», puntualizza Repetto.

È in corso il calcolo dell’effetto sulle navi ormeggiate, con simulazioni su navi da crociera, visto che i modelli attuali mal si adattano al gigantismo navale e, grazie a una collaborazione con gli ormeggiatori, si stanno misurando gli effetti grazie al Shore Tension Mooring System in dotazione al porto di Voltri. «Ulteriori prove saranno fatte su altri tipi di navi per confrontare i risultati in sito», specifica Repetto. Per l’azione sulle strutture portuali è stata scelta la torre faro del porto della Spezia, essendo più soggetta di altre ad azioni temporalesche intense. Le prove in galleria del vento con un modello della torre sono in corso.

Ora la ricerca sta compiendo un ulteriore passo in avanti, come spiega Massimiliano Burlando, professore di meteorologia e climatologia e fisica dell’atmosfera: «Con test in galleria del vento, simulazioni numeriche e misurazioni dal vero stiamo applicando la previsione su aree urbane, con un caso studio, il quartiere La Venezia di Livorno. La scelta non è caduta sulla Liguria a causa della conformazione orografica della regione». I ricercatori hanno studiato il problema del “comfort” nelle due piazze del quartiere, dove il vento si incanala pericolosamente. Le misurazioni sono andate avanti per cinque mesi, realizzando anche come, in caso di mareggiate, basti anche una minima variazione della direzione del vento per cambiare completamente la situazione. Sei mesi di lavoro per la creazione di un’area per il modello di vento: 32 blocchi separati per 120 milioni di celle. «L’obiettivo? Arrivare a una previsione del vento in scala urbana, le applicazioni sono molteplici: la previsione dell’inquinamento da traffico urbano, l’effetto sulle mini pale eoliche, le valutazioni sul comfort termico, la possibilità di ridurre le isole di calore».

Sempre in tema di vento, la ricercatrice Luisa Carlotta Pagnini, specializzata in meccanica delle strutture e produzione di energie rinnovabili, ha presentato i risultati di ricerca sulla produzione di energia eolica, anche alla luce delle linee guida per la pianificazione energetica e ambientale nei sistemi portuali, pubblicate lo scorso dicembre. «Abbiamo realizzato una ricerca per il progetto di parco eolico sulla piattaforma Europa del porto di Livorno, stimando la produzione delle turbine, le tipologie il numero e l’altezza diversa in modo da individuare ciò che lo possa rendere più efficiente e minimizzare costi. L’impatto sui costi della piattaforma è minimo, pari al 3,1%, ma può coprire il 45% del fabbisogno energetico attuale del porto e il 22% del fabbisogno energetico a piattaforma ultimata».
Inoltre è stato effettuato uno studio sperimentale sulle turbine eoliche di piccola taglia nel sito del porto di Savona, arrivando anche a studiare la pianificazione ottima del mix energetico in smart grid da sorgenti rinnovabili, sfruttando le risorse energetiche del Campus di Savona: «Siamo arrivati alla conclusione – dice Pagnini – che le turbine di piccola taglia non possono ancora essere competitive con il solare fotovoltaico, servono o maggiori incentivi o uno sviluppo tecnologico».

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