Ingegneria del Vento

· GALLERIE DEL VENTO

· TIPOLOGIE DI GALLERIE DEL VENTO

· Gallerie a strato limite sviluppato

· PROVE SPERIMENTALI

TIPOLOGIE DI GALLERIE DEL VENTO

La corretta quantificazione delle azioni e degli effetti del vento sulle strutture è un'operazione complessa, che richiede il ricorso a tecniche di tipo numerico o sperimentale. Tuttavia le tecniche di carattere numerico, che rientrano nel campo della Fluidodinamica Numerica (detta anche CFD, Computational Fluid Dynamics), forniscono risultati che, nel caso di flussi turbolenti intorno a corpi di geometria complessa, sono scarsamente indicativi rispetto al campo di moto (e di pressione) che effettivamente si genera nella realtà. Per questo motivo, è spesso necessario utilizzare i risultati provenienti da una sperimentazione "diretta" su costruzioni "al vero" o su modelli, in quest'ultimo caso ricorrendo a prove in galleria del vento a "strato limite sviluppato". Dal momento che prove al vero sono possibili soltanto nei casi in cui la quantificazione delle azioni sia richiesta su costruzioni esistenti, nel caso del progetto di nuove costruzioni la sperimentazione non può che essere effettuata su modelli. Il ricorso alla sperimentazione in galleria del vento risulta necessario qualora il comportamento strutturale della costruzione al carico dinamico del vento sia fortemente influenzato dalle prestazioni aerodinamiche della costruzione stessa. Si pensi ad esempio agli impalcati dei ponti sospesi ovvero ai veicoli destinati alle competizioni sportive.

Gallerie a strato limite sviluppato

Le gallerie a strato limite sviluppato si differenziano da quelle per ricerche aeronautiche o automobilistiche, maggiormente conosciute e diffuse, per la possibilità di riprodurre, al loro interno, lo strato limite atmosferico nel quale gli edifici e le costruzioni in genere si trovano immerse. Lo strato limite viene riprodotto sfruttando una galleria di lunghezza generalmente maggiore rispetto a quelle indicate in precedenza: per tutta la dimensione longitudinale vengono poi disposti degli elementi di rugosità opportuna che, a causa dell'attrito che questi oppongono al moto dell'aria che nella galleria viene immessa, generano appunto uno strato limite del quale è possibile modificarne le caratteristiche in funzione della rugosità inserita. Lo strato limite si "sviluppa" (da qui il nome delle gallerie") man mano che l'aria percorre la dimensione longitudinale e, nella sezione della galleria in cui si dispongono i modelli, raggiunge le caratteristiche desiderate.

Le gallerie di questo tipo vengono classificate in funzione delle dimensioni della camera di prova (ossia della zona in cui vengono disposti i modelli) e delle caratteristiche del flusso d'aria al loro interno. Si distinguono quindi gallerie aspirate da gallerie prementi ( a seconda che l'aria, al loro interno, venga aspirata o spinta in pressione), e gallerie a circuito aperto o chiuso (in funzione delle caratteristiche di circolazione dell'aria).

PROVE SPERIMENTALI

Il flusso, che generalmente raggiunge una velocità variabile tra pochi m/s e, indicativamente, 30-40 m/s, permette l'esecuzione di prove di diversa natura, delle quali si indicano le principali:

· determinazione delle caratteristiche del vento su terreni ad orografia complessa (generalmente su modelli in scala 1:1.000 e 1:5.000);

· prove di carattere ambientale, ad esempio per la stima della diffusione di sostanze inquinanti da sorgenti puntuali quali ciminiere (modelli in scala 1:100 - 1:500);

· determinazione della distribuzione delle pressioni su edifici (scale da 1:100 a 1:500, su modelli "rigidi", ossia in cui si trascura l'influenza degli spostamenti dovuti alla dinamica strutturale);

· valutazione delle azioni dinamiche globali su costruzioni, utilizzando scale ancora da 1:100 a 1:500 e modelli "rigidi" o " aeroelastici" (in cui vengono riprodotte anche le caratteristiche dinamiche);

· prove per la valutazione di fenomeni aeroelastici (modelli in scala da 1:50 a 1:300, di tipo aeroelastico, ad esempio per la valutazione delle derivate aerodinamiche utilizzate nella stima della velocità critica per flutter di impalcati da ponte).